Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa organik yang paling sederhana karena komponen penyusunnya hanya berupa atom karbon (C) dan hidrogen (H). Berdasarkan jenis ikatannya, senyawa hidrokarbon dapat digolongkan kedalam tiga jenis, yaitu alkana, alkena, dan alkuna.

Alkana merupakan senyawa hidrokarbon alifatik (rantai terbuka) yang memiliki ikatan tunggal (senyawa hidrokarbon jenuh) dengan rumus umum CnH2n+2. Dan alkena merupakan senyawa hidrokarbon alifatik yang memiliki ikatan rangkap dua (senyawa hidrokarbon tak jenuh) dengan rumus umum CnH2n, sedangkan alkuna adalah senyawa hidrokarbon alifatik yang memiliki ikatan rangkap tiga (senyawa hidrokarbon tak jenuh) dengan rumus umum CnH2n-2. Senyawa hidrokarbon ini dapat mengalami beberapa jenis reaksi kimia seperti reaksi adisi, substitusi dan eliminasi.

Reaksi Adisi

Reaksi adisi meupakan reaksi pemutusan ikatan rangkap. Reaksi ini terjadi pada senyawa alkena dan alkuna. Reaksi adisi mengubah ikatan rangkap dua pada alkena menjadi ikatan tunggal dan mengubah ikatan rangkap tiga pada alkuna menjadi ikatan rangkap dua. Ikatan rangkap yang dimiliki oleh alkena dan alkuna menyebabkan senyawa-senyawa ini lebih reaktif dibandingkan dengan alkana, sehingga ikatan rangkap dua pada alkena dan ikatan rangkap tiga pada alkuna dapat dengan mudah bereaksi dengan senyawa lain seperti hidrogen dan halogen (F, Cl, Br, I). Oleh sebab itu, reaksi adisi tidak dapat terjadi pada senyawa alkana. Secara umum reaksi adisi dapat digambarkan sebagai berikut.

─ C ═ C + H2 → ─ C ─ C ─

Reaksi adisi pada alkena

Pada senyawa alkena, reaksi adisi dapat terjadi pada senyawa alkena simetris maupun alkena asimetris. Apabila suatu alkena diadisi, maka akan dihasilkan zat baru berupa senyawa alkana. Dengan kata lain, adisi pada alkena ini akan menyebabkan putusnya ikatan rangkap dua pada alkena menjadi ikatan tunggal.

  1. Alkena simetris

Alkena simetris merupakan senyawa alkena yang ikatan rangkapnya berada ditengah-tengah antara atom C yang mengikat substituen (gugus cabang) yang sama. Misalnya 2-butena yang memiliki rumus struktur CH– CH ═ CH − CH3.

Contoh reaksi adisi pada alkena simetris:

Reaksi adisi 2-butena menghasilkan 2-klorobutana

  1. Alkena asimetris

Alkena asimetris merupakan senyawa alkena yang ikatan rangkapnya berada diantara atom C yang mengikat substituen yang berbeda. Misalnya 1-butena yang memiliki rumus struktur CH– CH2 − CH ═ CH2.

Contoh reaksi adisi pada alkena asimetris :

Reaksi Adisi 1-butena menghasilkan 2-klorobutana

Terdapat suatu aturan yang digunakan pada reaksi adisi alkena asimetris oleh asam halida (HX) yaitu aturan Markovnikov. Berdasarkan aturan Markovnikov atom H yang berasal dari asam halida akan berikatan dengan atom C yang mengikat atom H yang lebih sedikit. Sementara itu, atom halogen yang berasal dari asam halida akan berikatan pada atom C yang mengikat atom H lebih banyak.

Pada tahun 1993, dua ilmuwan yang berasal dari Universitas Chicago berhasil membalikkan aturan Markovnikoff. Mereka adalah M.S.Kharas dan F.W.Mayo. keduanya melakukan percobaan reaksi adisi senyawa alkena asimetris oleh asam halida dengan menambahkan katalis hidrogen peroksida (H2O2). Adapun reaksi adisi yang terjadi adalah sebagai berikut.

CH– CH2 − CH ═ CH2 + HCl                     CH− CH− CH− CH– Cl

Reaksi adisi pada alkuna

Senyawa alkuna dapat mengalami dua reaksi adisi. Senyawa alkuna apabila diadisi akan menghasilkan alkena, dan apabila diadisi lebih lanjut, maka akan dihasilkan senyawa alkana. Adisi pada alkuna akan menyebabkan perubahan ikatan dari ikatan rangkap tiga menjadi ikatan rangkap dua, dan adisi lebih lanjut akan mengubah ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal.

Contoh reaksi adisi pada alkuna:

CH  CH + H2 → CH− CH2 → CH3 – CH3

    etuna                   etena                etana

Reaksi Substitusi

Reaksi substitusi adalah reaksi penukaran atau penggantian suatu atom dengan atom yang lain. Reaksi ini hanya dapat terjadi pada alkana. Apabila suatu senyawa alkana direaksikan dengan senyawa lain yang mengandung unsur halogen misalnya F2, Cl2, Br2, dan I2, maka atom salah satu atom hidrogen pada alkana akan digantikan atau disubstitusi oleh atom-atom halogen tersebut.

Suatu zat dapat bereaksi dengan senyawa alkana apabila zat tersebut bersifat cukup reaktif dan memiliki elektron tak berpasangan. Selain itu, reaksi substitusi suatu senyawa alkana harus dilakukan pada suhu yang tinggi dengan bantuan sinar ultraviolet. Kondisi inilah yang akan menyebabkan molekul halogen dapat terurai menjadi atom-atomnya untuk mendapatkan elektron tak berpasangan.

Fluorin (F2) memiliki sifat yang sangat reaktif. Apabila fluorin ini direaksikan dengan senyawa alkana, maka akan dapat menghasilkan ledakan (bersifat sangat eksplosif). Hal inilah yang menyebabkan fluorin jarang digunakan. Klorin (Cl2) merupakan senyawa yang paling sering digunakan, hal ini dikarenakan klorin memiliki sifat yang cukup reaktif dengan senyawa alkana.

Bromin (Br2) memiliki sifat yang kurang reaktif, akan tetapi bromin ini masih dapat bereaksi dengan alkana dengan syarat reaksi harus dilakukan pada suhu yang cukup tinggi yaitu sekitar 250 oC sampai dengan 400 oC. Sementara itu, iodium (I2) memiliki sifat tidak reaktif, hal inilah yang menyebabkan iodium tidak dapat bereaksi dengan alkana. Secara umum reaksi substitusi dapat digambarkan sebagai berikut.

Berikut contoh reaksi substitusi.

Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi merupakan reaksi pengeluaran atau penghilangan suatu atom pada suatu senyawa. Reaksi eliminasi ini menyebabkan perubahan ikatan dari ikatan jenuh (ikatan tunggal) menjadi ikatan tak jenuh (ikatan rangkap). Reaksi ini dapat digunakan untuk mengubah senyawa alkana menjadi senyawa alkena. Reaksi eliminasi secara umum dapat digambarkan sebagai berikut.

Jenis-Jenis Reaksi Eliminasi

        Reaksi eliminasi pada pada alkana dapat digolongkan kedalam tiga jenis, diantaranya reaksi dehidrohalogenasi, reaksi dehidrasi, dan reaksi dehidrogenasi.

  1. Reaksi dehidrohalogenasi

Reaksi dehidrohalogenasi atau reaksi penarikan hidrogen halida (HX) merupakan reaksi eliminasi yang terjadi pada senyawa alkil halida (R – X) dengan senyawa basa kuat yang mana pada reaksi tersebut disertai pelepasan unsur hidrogen (H)  dan unsur halogen (X) dari aklil halida. Reaksi dehidrohalogenasi ini akan menghasilkan senyawa alkena sebagai hasil utama serta air dan garam halogen sebagai hasil samping.

  1. Reaksi dehidrasi

Reaksi dehidrasi atau reaksi penarikan air merupakan reaksi eliminasi yang terjadi karena adanya pemanasan suatu senyawa karbon dengan menggunakan katalis berupa asam pekat. Reaksi dehidrasi ini kan menghasilkan suatu senyawa alkena dan air.

  1. Reaksi dehidrogenasi

Reaksi dehidrohalogenasi atau reaksi penarikan hidrogen (H) merupakan reaksi eliminasi yang terjadi pada suatu senyawa hidrokarbon yang disertai terjadinya pelepasan gas hidrogen dengan bantuan katalis tertentu.

Beriku contoh reaksi dehidrogenasi.