Chemistry Form 5 Chapter 2
BAB 2 SEBATIAN KARBON
2.1 SEBATIAN KARBON & SIRI HOMOLOG
Sebatian karbon – sebatian yang mengandungi unsur karbon
Sebatian organik
Sebatian tak organik
hidrokarbon – sebatian organik yang terdiri
daripada unsur karbon dan hidrogen sahaja
Alkena
Alkana
2. Formula am & kumpulan berfungsi
Siri homolog
Formula am
Alkana
CnH2n+2
Alkena
CnH2n
Alkohol
CnH2n+1OH
Asid Karboksilik
CnH2n+1COOH
Ester
Bilangan
Carbon
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lky cikgu
Nama
awalan
MetEtPropButPentHeksHeptOktNonDek-
Bukan hidrokarbon
Alkohol
Kumpulan berfungsi
C=C ikatan ganda dua
-OH kumpulan hidroksil
-COOH kumpulan karbosil
-COO- kumpulan karboksilat
Acid
karboksilik
Ester
Berakhir:
-ana
-ena
-anol
asid -anoik
-il -anoat
Kaedah
mnemonik
Kaedah mnemonic:
1
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.2 Formula molekul & formula struktur untuk Alkana, Alkena, Alkohol dan Acid karbosilik
Formula molekul & formula struktur Alkana
Formula struktur ialah formula kimia yang menunjukkan cara atom-atom diikat melalui ikatan kovalen
antara satu sama lain dalam satu molekul bahan itu.
Formula molekul ialah formula kimia yang menunjukkan bilangan sebenar atom-atom setiap jenis unsur
dalam satu molekul bahan.
1. Formula am CnH2n+2 , n = 1, 2, 3 ……
2. Alkana berakhir dengan –ana
c
Nama
Formula molekul
Formula
struktur
1
3
Formula molekul & formula struktur Alkena
1. Formula am: CnH2n , n = 2, 3 ……
2. Kumpulan berfungsi: C=C ikatan ganda dua (ikatan dubel)
3. Alkena berakhir dengan –ena
c
Nama
Formula molekul
Formula struktur
2
4
Lky cikgu
2
Chemistry Form 5 Chapter 2
Formula molekul & formula struktur Alkohol
1. Formula am: CnH2n+1OH, n = 1, 2, 3 ……
2. Kumpulan berfungsi: –OH
3. Alkohol berakhir dengan –anol
c
Nama
Formula molekul
2
Formula struktur
3
Formula molekul & formula struktur Acid karbosilik
1. Formula am: CnH2n+1COOH, n = 0, 1, 2, 3 ……
2. Kumpulan berfungsi: –COOH
3. Asid karbosilik berakhir dengan asid -anoik
c
Nama
Formula
molekul
2
Formula struktur
3
Lky cikgu
3
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.3 Formula molekul & formula struktur Ester
1. Kumpulan berfungsi: (-COO-)
2. Penamaan
CnH2n+1COOCmH2m+1
asid
-il
CH3COOCH2CH2CH3
CH3COOC2H5
alkohol
-anoat
Acid karbosilik :
Alkohol
:
Acid karbosilik :
Alkohol
:
Acid karbosilik :
Alkohol
:
Acid karbosilik :
Alkohol
:
Acid karbosilik :
Alkohol
:
Contoh:
1) Jadual di bawah menunjukkan dua jenis sebation organic.
Sebatian organik
Formula
Butanol
Acid butanoik
C4H9OH
C3H7COOH
a)
i) Namakan siri homolog bagi Butanol.
- alkohol
ii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini
- CnH2n+1OH
iii) Lukiskan formula struktur bagi Butanol.
iv) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi Butanol.
- OH (kumpulan hidroksil)
b)
i) Namakan siri homolog bagi Asid butanoik.
- asid karboksilik
ii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini
- CnH2n+1COOH
iii) Lukiskan formula struktur bagi Acid butanoik.
iv) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi Acid butanoik.
- COOH (kumpulan karboksil)
Lky cikgu
4
Chemistry Form 5 Chapter 2
2) Jadual di bawah menunjukkan dua jenis sebation organic.
Sebatian organik
Formula
Butanol
Asid propanoik
X
C4H9OH
C2H5 COOH
C4H8
a)
i) Apakah nama bagi sebatian X?
- butena
ii) Namakan siri homolog bagi sebatian X.
- alkena
iii) Apakah formula am bagi siri homolog sebatian ini?
- CnH2n
iv) Lukiskan formula struktur bagi sebatian X.
v) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi sebatian X.
- ikatan dubel (ikatan kovalen ganda dua)
b) Butanol bertindak balas dengan Asid propanoik untuk menghasilkan ester.
i) Namakan ester yang terbentuk
butil propanoat
ii) Lukiskan formula struktur ester .
iii) Nyatakan kumpulan berfungsi bagi ester.
- -COO- (kumpulan karboksilat)
iv) Kalau butanol digantikan dengan ethanol, nyatakan nama ester yang dihasilkan.
- etil propanoat
Lky cikgu
5
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.4 Penamaan Isomer alkana, alkena, alcohol dan acid karbosilik
1) Penamaan Isomer alkana
Note:
Formula bagi rantai sisi:
-CH3 metil
-C2H5 etil
-C3H7 propil
Kumpulan halogen:
Cl- (chloro)
Br-(Bromo)
F-(fluoro)
2) Penamaan Isomer alkena
3) Penamaan Isomer alkohol
Lky cikgu
6
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.5 Isomer alkana, alkena, alcohol dan acid karbosilik
1) Isomer alkana
1. Isomerisme ialah satu fenomena di mana dua atou lebih molekul mempunyai formula molekul yang sama
tetapi formula struktur yang berbeza.
2. Isomers ialah molekul yang menpunyai formula molekul yang sama
tetapi formula struktur yang berbeza.
Lukiskan semua isomer butana, C4H10 (2 isomer)
Lukiskan semua isomer Pentana, C5H12
Tips:
Metana, etana and propane
tiada isomer.
Butana, C4H10 (2 isomer)
Pentana, C5H12 (3 isomer)
2) Isomer alkena
a) Lukiskan semua isomer Butena, C4H8 (3 isomer)
b) Lukiskan semua isomer Pentena , C5H10 (5 isomer)
Tips:
Etena and propena
tiada isomer
Lky cikgu
Butena, C4H8 (3 isomer)
Pentena, C5H10 (5 isomer)
7
Chemistry Form 5 Chapter 2
3) Isomer alkohol
a) Lukiskan semua isomer propanol, C3H7OH (2 isomer)
b) Lukiskan semua isomer Butanol, C4H9OH (4 isomer)
Tips:
metanol and etanol
tiada isomer.
Lky cikgu
Propanol, C3H7OH (2 isomer)
Butanol, C4H9OH (4 isomer)
8
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.6 TINDAK BALAS DALAM SIRI HOMOLOG
a) Alkena → Alkana (Penghidrogenan)
- Penambahan hidrogen, H2
- 180 oC, nikel or platinum (mangkin)
→ etana
- etena + hidrogen
→ C2H6
C2H4 + H2
b) Alkena → Alkohol (Penghidratan)
- Penambahan air (wap), H2O
- 300 oC, 60 atm , Asid fosforik H3PO4 (Mangkin)
- etena + wap
→ etanol
→ C2H5OH
C2H4 + H2O
c) Alkohol → Alkena (Pendehidratan)
- Penyingkiran air, H2O
- Etanol → Etane + air
C2H5OH → C2H4 + H2O
- Agen Pendehidratan: serpihan porselin, aluminium oxide (alumina)
- Rajah untuk Pendehidratan
Lky cikgu
9
Chemistry Form 5 Chapter 2
d) Alkohol → Asid karboksilik (Pengoksidaan)
- agen pengoksidaan digunakan
Agen pengoksidaan
Larutan kalium manganat(VII) berasid, KMnO4
Larutan kalium dikromat(VI) berasid, K2Cr2O7
- Etanol + 2[O] → Asid Etanoik + air
C2H5OH+ 2[O] → CH3COOH + H2O
Perubahan warna apabila alcohol
bertukar ke asid karboksilik
Ungu → tidak berwarna
Jingga → hijau
e) Asid karboksilik + alkohol → ester (Pengesteran)
- asid sulfurik pekat dicampurkan titis demi titis, dipanaskan secara refluks
1) C2H5COOH + CH3OH
→
2) CH3COOH + CH3OH
→
- rajah untuk Pengesteraan (kaedah refluks)
Lky cikgu
10
Chemistry Form 5 Chapter 2
Contoh:
1) Rajah di bawah menunjukkan tiga tindak balas kimia yang melibatkan butanol.
Z
Proses III
X
Proses I
Serpihan porselin
+ asid sulfurik pekat
Proses II
Butanol
Y
Larutan kalium manganat(VII) berasid
a) Berdasarkan kepada proses I,
i) Namakan sebatian X.
-butena
ii) Namakan proses I
-pendehidratan
iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses I
C4H9OH → C4H8 + H2O
iv) Lukis susunan radas untuk proses I
-
b) Berdasarkan kepada proses II,
i) Namakan sebatian Y.
- asid butanoik
ii) Namakan proses II
- pengoksidaan
iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses II
- C4H9OH + 2[O] → C3H7COOH + H2O
iv) Apakah perubahan warna untuk Larutan kalium manganat(VII) berasid dalam proses II.
- ungu tukar ke tidak berwarna
v) Namakan bahan kimia yang boleh menggantikan Larutan kalium manganat(VII) berasid
- Larutan kalium dikromat(VI) berasid
Lky cikgu
11
Chemistry Form 5 Chapter 2
Z
Proses III
Butanol
+ asid sulfurik pekat
Y
c) Berdasarkan kepada proses III,
i) Namakan sebatian Z.
- Butil butanoik
ii) Namakan proses III
- pengesteran
iii) Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas dalam proses III
- C3H7COOH + C4H9OH → C3H7COOC4H9 + H2O
iv) Nyatakan satu sifat fizik untuk sebatian Z.
- berbau wangi
v) Apakah fungsi asid sulfuric pekat dalam proses III
- sebagai mangkin untuk mempercepatkan tindak balas
vi) Proses III diulangi, butanol digantikan dengan propanol. Namakan sebatian ini.
- propil butanoik
Lky cikgu
12
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.7 Pembakaran alkana, alkena dan alkohol
Terbakar dengan lengkap (oksigen berlebihan )
Hasil : karbon dioksida dan air
Terbakar dengan tak lengkap (oksigen terhad)
Hasil: karbon, karbon monoksida, air
1) Pembakaran lengkap:
a) etana terbakar dalam oksigen yang berlebihan
b) propena terbakar dalam oksigen yang berlebihan
c) butanol terbakar dalam oksigen yang berlebihan
2) Pembakaran tak lengkap:
a) etana terbakar dalam oksigen yang terhad
b) propena terbakar dalam oksigen yang terhad
Lky cikgu
13
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.8 Perbandingan dan Perbezaan antara Alkana dan Alkena
1. Alkana dan alkena mempunyai sifat fizik yang sama (Alkana dan alkena adalah sebatian kovalen)
Takat lebur dan takat didih yang rendah
Takat lebur dan takat didih bertambah apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah
Kerana:
- Saiz molekul bertambah
- Daya tarikan antara molekul turut bertambah
- Lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan ini.
Tidak mengkonduksikan elektrik
Tidak larut dalam air
2. Alkana dan alkena mempunyai struktur yang berbeza
Alkana
Jenis hidrokarbon
Hidrokarbon tepu
Jenis ikatan
Ikatan kovelan tunggal sahaja
Alkena
Hidrokarbon tak tepu
Ikatan kovalen tunggal dan ikatan kovalen
ganda dua
3. Alkana dan alkena mempunyai sifat kimia yang berbeza
Alkana
Jenis tindak balas
Tindak balas penukargantian
kimia
Alkena
Tindak balas penambahan
Tindak balas Penukargantian (Alkana)
- bertindak balas dengan halogen (Cl2, Br2, I2) - Penghalogenan
- cahaya matahari atau sinaran ultraungu diperlukan
Tindak balas penambahan (Alkena)
Tindak balas ini berlaku pada ikatan kovalen ganda dua
Contoh:
a) etene + hidrogen klorida
C2H4 + HCl →
b) ethene + hidrogen
C2H4 + H2 →
Lky cikgu
c) ethene + bromin
C2H4 + Br2 →
d) Pempolimeran etena
14
Chemistry Form 5 Chapter 2
Tindak balas dengan air
bromine
Tindak balas dengan Larutan
kalium manganat(VII) berasid
Pembakaran
Alkana
Tiada perubahan
Alkena
Menyahwarnakan warna perang air bromine
Tiada perubahan
Menyahwarnakan warna ungu larutan kalium
manganat(VII) berasid
Nyalaan sangat berjelaga
Nyalaan berjelaga
Combustion
Terangkan kenapa semasa pembakaran, nyalaan heksena (alkena) lebih berjelaga daripada nyalaan
heksana (alkana) ?
[Jisim atom relatif: C, 12; H,1]
nyalaan heksena (alkena) lebih berjelaga daripada nyalaan heksana
kerana: Peratus karbon mengikut jisim dalam heksena adalah
lebih tinggi daripada heksana.
Lky cikgu
15
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.9 Penyediaan etanol dalam makmal
1. Etanol boleh disediakan melalui dua proses:
a) Penapaian karbohidrat
b) Tindak balas penghidratan
a) Penapaian karbohidrat
1. Dalam proses penapaian, yis merembeskan enzim zimase yang akan menguraikan glukosa, C6H12O6
kepada etanol dan karbon dioksida.
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Suhu
: Suhu bilik
Mangkin
: Yis (Enzim zimase)
Keadaan lain : Tanpa kehadiran oksigen
2. Proses penyulingan berperingkat digunakan untuk mendapatkan kandungan etanol yang lebih tulen.
2.10 Sifat kimia asid karbosilik
1. Asid etanoik adalah asid lemah. Asid lemah mengion separa dalam air menghasilkan ion H+.
CH3COOH
2. Kehadiran ion hidrogen, H+ menyebabkan asid etanoik bersifat seperti asid yang lain.
[A] Tindak balas dengan logam (asid + logam → garam + hidrogen)
Asid etanoik + logam zink → zink etanoat + hidrogen
[B] Tindak balas dengan karbonat logam (asid + karbonat logam → garam + karbon dioksida + air)
Asid etanoik + kalsium karbonat →kalsium etanoat + karbon dioksida + air
[C] Tindak balas dengan bes (asid + bes→ garam + air)
Asid etanoik + larutan natriuim hidroksida → natrium etanoat + air
Lky cikgu
16
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.11 Siri homolog
Ciri-ciri siri homolog:
a) Setiap ahli dapat diwakili oleh satu formula am yang sama
b) Setiap ahli mempunyai sifat kimia yang sama
kerana: mempunyai kumpulan berfungsi yang sama
c) Setiap ahli boleh disediakan dengan satu kaedah yang sama
kerana: mempunyai kumpulan berfungsi yang sama
d) Setiap ahli berbeza dengan ahli yang berikutnya dengan –CH2
(Jisim molekul relatif berbeza 14)
e) Sifat fizik berubah secara beransur-ansur
2.12 Lemak
1 molekul gliserol + 3 molekul asid lemak → 1 molekul lemak
Ciri-ciri
Jenis asid lemak
Jenis Ikatan
Takat lebur
Kandungan Kolesterol
Sumber
Lemak tepu
Tepu
Ikatan tunggal
( C-C )
Tinggi
Tinggi
Haiwan
Lemak tak tepu
Tak tepu
Ikatan ganda Dua
( C=C )
rendah
Rendah /Tiada
tumbuhan
Penukaran lemak tak tepu → tepu
Tindak balas penghidrogenan
- bertindak balas dengan H2 , 180 oC , Nikel(mangkin)
- menghasilkan marjerin.
Lky cikgu
17
Chemistry Form 5 Chapter 2
2.13 Getah
1. Getah asli adalah polimer semula jadi
2. Monomer untuk getah asli ialah Isoprena
3. Getah asli boleh diperolehi daripada pokok getah.
Penggumpalan lateks oleh asid
1. Penggumpalan adalah proses dimana lateks membeku (tukar ke pepejal)
2. Apabila ditambahkan asid (asid etanoik), lateks akan menggumpal
kerana:
3. Lateks akan menggumpal juga walaupun asid tidak dimasukkan
Kerana:
- bakteria dalam udara akan masuk ke lateks
- bakteria ini akan menghasilkan asid
- ion hidrogen akan meneutralkan cas negatif pada membran protein zarah getah
4. Apabila ditambahkan Alkali (larutan ammonia), lateks tidak akan menggumpal.
Kerana:
- ion hidroksida, OH- yang bercas negatif dari alkali akan
meneutralkan ion hidrogen, H+ yang dihasilkan oleh bakteria.
Lky cikgu
18
Chemistry Form 5 Chapter 2
Pemvulkanan getah
1. Pemvulkanan getah ialah satu proses penambahan sulfur kepada getah untuk menambahkan kekuatan,
kekenyalan dan ketahanan getah terhadap haba.
2. Perbandingan antara getah asli dengan getah tervulkan
Getah asli (getah tak tervulkan)
Getah tervulkan
Lebih lembut
Lebih keras dan kuat
Kurang kenyal
Lebih kenyal
Tidak tahan haba
Lebih tahan haba
3. Pemvulkanan boleh dilakukan melalui dua cara:
a) getah asli direndamkan dalam larutan disulfur diklorida
b) pemanasan getah dengan sulfur
4. Getah tervulkan lebih kenyal daripada getah asli
Kerana:
- Atom-atom sulfur membentuk rangkai silang sulfur antara molekul-molekul getah
- Rangkai silang sulfur menghalang molekul-molekul getah daripada menggelongsor.
5. Eksperimen untuk membandingkan sifat kekenyalan getah tervulkan dan getah tak tervulkan.
Hipotesis: Getah tervulkan lebih kenyal daripada getah tak tervulkan (getah asli)
Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis getah (getah tervulkan dan getah tak tervulkan)
Pemboleh ubah bergerak balas: Pemanjangan jalur getah
Pemboleh ubah dimalarkan: panjang asal getah
Lky cikgu
19