Senyawa alkana merupakan salah satu kelas senyawa organik yang paling fundamental dalam kimia. Dikenal juga sebagai hidrokarbon jenuh, alkana dicirikan oleh adanya ikatan tunggal antara semua atom karbonnya. Struktur yang sederhana ini membuat alkana menjadi titik awal yang penting untuk memahami kimia organik lebih lanjut. Secara umum, rumus kimia untuk alkana rantai lurus adalah $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$, di mana $n$ adalah jumlah atom karbon.
Definisi dan Tata Nama (Nomenklatur)
Senyawa alkana adalah hidrokarbon alifatik (rantai terbuka) yang hanya mengandung ikatan kovalen tunggal antar atom karbon. Karena hanya memiliki ikatan tunggal, molekul alkana dikatakan "jenuh" karena tidak dapat lagi mengikat atom lain tanpa memutus ikatan yang sudah ada.
Penamaan alkana mengikuti aturan IUPAC. Nama dasar ditentukan oleh jumlah atom karbon ($n$):
$n=1$: Metana ($\text{CH}_4$)
$n=2$: Etana ($\text{C}_2\text{H}_6$)
$n=3$: Propana ($\text{C}_3\text{H}_8$)
$n=4$: Butana ($\text{C}_4\text{H}_{10}$)
$n=5$: Pentana ($\text{C}_5\text{H}_{12}$)
dan seterusnya, diakhiri dengan sufiks "-ana".
Untuk alkana dengan rantai bercabang, penamaan menjadi lebih kompleks, melibatkan penentuan rantai utama terpanjang dan penamaan gugus alkil yang tersubstitusi.
Sifat-Sifat Utama Senyawa Alkana
Sifat fisik dan kimia alkana sangat dipengaruhi oleh strukturnya yang non-polar dan adanya ikatan tunggal.
Sifat Fisik
Senyawa alkana bersifat non-polar karena perbedaan keelektronegatifan antara karbon dan hidrogen sangat kecil, dan simetri molekulnya cenderung meniadakan momen dipol (kecuali pada molekul yang sangat kecil).
Titik Didih dan Lebur: Titik didih dan titik lebur alkana meningkat seiring bertambahnya panjang rantai karbon. Hal ini disebabkan oleh peningkatan gaya dispersi London (gaya antarmolekul Van der Waals) seiring meningkatnya luas permukaan molekul. Alkana dengan rantai lebih bercabang cenderung memiliki titik didih yang lebih rendah daripada isomer rantai lurusnya.
Kelarutan: Alkana umumnya tidak larut dalam air (pelarut polar) tetapi larut dengan baik dalam pelarut organik non-polar lainnya (prinsip like dissolves like).
Wujud Zat: Alkana rantai pendek (C1 hingga C4) berwujud gas pada suhu kamar (contoh: metana, propana). C5 hingga C17 umumnya cair, dan C18 ke atas berbentuk padat (contoh: parafin).
Sifat Kimia
Reaktivitas kimia alkana tergolong rendah. Ikatan C-C dan C-H yang kuat dan non-polar membuat alkana cenderung tidak bereaksi kecuali dalam kondisi energi tinggi. Reaksi utama yang melibatkan alkana meliputi:
Pembakaran (Oksidasi): Ini adalah reaksi paling penting dari sudut pandang energi. Ketika alkana dibakar sempurna dengan oksigen berlebih, produknya adalah karbon dioksida dan air, melepaskan sejumlah besar energi (eksotermik).
Halogenasi Radikal Bebas: Dalam kondisi penyinaran UV atau suhu tinggi, alkana dapat bereaksi dengan halogen (seperti $\text{Cl}_2$ atau $\text{Br}_2$) melalui mekanisme radikal bebas, menghasilkan haloalkana dan hidrogen halida. Reaksi ini tidak selektif dan sering menghasilkan campuran produk.
Kegunaan Senyawa Alkana
Meskipun dianggap relatif tidak reaktif, alkana adalah tulang punggung industri energi dan bahan kimia dasar.
Bahan Bakar Fosil: Metana adalah komponen utama gas alam. Propana dan butana digunakan sebagai LPG (Liquefied Petroleum Gas). Fraksi yang lebih berat seperti bensin (campuran C5-C12), minyak tanah, dan solar adalah alkana yang diekstraksi dari minyak bumi.
Pelumas dan Lilin: Alkana rantai panjang padat digunakan sebagai bahan dasar parafin (lilin) dan minyak pelumas industri.
Bahan Baku Kimia: Meskipun reaksinya sulit, alkana seperti metana digunakan sebagai bahan awal untuk memproduksi hidrogen, amonia, dan berbagai senyawa organik lainnya melalui proses cracking (perengkahan) atau reformasi.
Memahami sifat dasar senyawa alkana memberikan landasan kuat sebelum mempelajari kelas hidrokarbon lainnya, seperti alkena (ikatan rangkap dua) dan alkuna (ikatan rangkap tiga), yang memiliki reaktivitas jauh lebih tinggi.