SOAL TKA HIDROKARBON

1.  Minyak bumi terdiri atas ribuan senyawa hidrokarbon yang sebagian besar bersifat nonpolar dan memiliki titik didih yang berbeda-beda.

Proses distilasi fraksional digunakan untuk memisahkan hidrokarbon berdasarkan titik didihnya. Perbedaan titik didih ini tidak hanya ditentukan oleh massa molekul, tetapi juga bentuk molekul, karena bentuk molekul memengaruhi gaya Van der Waals antar molekul.

Berdasarkan informasi tersebut, tentukan Tepat atau Tidak Tepat untuk setiap pernyataan mengenai titik didih dari isomer-isomer hidrokarbon berikut !

Pernyataan	Tepat	Tidak Tepat
Titik didih n-butana lebih besar dari titik didih 2-metil- propana
Titik didih 2,2-dimetil-propana lebih besar dari titik didih 2- metil-butana
Titik didih n-heksana lebih besar dari titik didih 3-metil- pentana

Soal Pilihan Ganda Soal Tunggal

2.  Gas elpiji (LPG) yang umum digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga sebagian besar terdiri dari campuran propana (C₃H₈) dan butana (C₄H₁₀). Kedua senyawa ini merupakan hidrokarbon jenuh yang stabil pada suhu ruang. Namun, ada laporan mengenai kebocoran gas yang berpotensi menyebabkan ledakan atau kebakaran. Oleh karena itu, penting untuk memahami sifat fisik senyawa-senyawa ini. Jika diketahui titik didih normal propana adalah − 42∘C dan butana adalah − 0.5∘C, manakah pernyataan berikut yang paling tepat menjelaskan perbedaan titik didih kedua gas tersebut berdasarkan struktur kimianya ?

A. Propana memiliki gaya dispersi London yang lebih kuat karena ukuran molekulnya lebih besar dibandingkan butana.

B. Butana memiliki ikatan hidrogen antar molekul yang lebih banyak sehingga memerlukan energi lebih besar untuk mendidih.

C. Perbedaan titik didih disebabkan oleh bentuk molekul butana yang lebih linear sehingga interaksi antar molekulnya lebih efektif.

D. Gaya Van der Waals pada butana lebih dominan karena memiliki jumlah atom karbon yang lebih banyak dan massa molekul relatif yang lebih besar.

E. Propana lebih mudah menguap karena memiliki struktur bercabang yang menghambat interaksi antar molekul secara signifikan.

3.  Seorang ilmuwan pangan sedang mengembangkan minyak goreng alternatif yang lebih sehat dengan memodifikasi struktur kimia lemak nabati. Ia menemukan bahwa proses hidrogenasi parsial pada minyak tak jenuh dapat mengubah ikatan rangkap C=C menjadi ikatan tunggal C−C, namun terkadang menghasilkan lemak trans yang diketahui berbahaya bagi kesehatan jantung. Lemak trans memiliki titik leleh yang lebih tinggi dibandingkan lemak cis.

Berdasarkan kasus tersebut, mengapa lemak trans memiliki titik leleh yang lebih tinggi dibandingkan lemak cis yang memiliki jumlah atom dan jenis ikatan yang sama?

A. Ikatan rangkap trans menyebabkan molekul menjadi lebih polar, sehingga terbentuk ikatan hidrogen yang kuat antar molekulnya.

B. Struktur trans lebih fleksibel dan dapat berinteraksi lebih erat dengan molekul lain, meningkatkan gaya dispersi London.

C. Bentuk molekul trans lebih lurus dan padat sehingga dapat tersusun lebih rapi dalam kisi kristal, meningkatkan kerapatan dan gaya antar molekul.

D. Lemak trans memiliki jumlah ikatan rangkap yang lebih sedikit sehingga lebih stabil dan memerlukan energi lebih tinggi untuk meleleh.

E. Adanya gugus trans pada rantai hidrokarbon meningkatkan massa molar total senyawa, yang secara langsung menaikkan titik leleh.

4.  Di industri petrokimia, proses cracking digunakan untuk memecah hidrokarbon rantai panjang (seperti yang ada dalam minyak bumi berat) menjadi hidrokarbon rantai pendek yang lebih bernilai, seperti bensin. Proses ini sering menghasilkan alkena dan alkuna sebagai produk samping. Alkena dan alkuna memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda secara signifikan dari alkana.

Bagaimana struktur ikatan rangkap pada alkuna (C≡C) memengaruhi sifat fisiknya, khususnya titik didih, jika dibandingkan dengan alkana dan alkena dengan jumlah atom karbon yang sebanding ?

A. Alkuna memiliki titik didih terendah karena ikatan rangkap tiganya menyebabkan molekul menjadi tidak polar, sehingga gaya Van der Waalsnya lemah.

B. Keberadaan ikatan rangkap tiga membuat molekul alkuna lebih ringan sehingga membutuhkan energi lebih sedikit untuk mendidih dan menguap.

C. Ikatan rangkap tiga pada alkuna menyebabkan bentuk molekul menjadi linier, memungkinkan interaksi gaya dispersi London yang lebih efektif antar molekulnya.

D. Alkuna memiliki ikatan hidrogen internal yang lebih kuat dibandingkan alkana dan alkena, sehingga titik didihnya menjadi jauh lebih tinggi.

E. Ikatan rangkap tiga pada alkuna menyebabkan molekul memiliki densitas yang lebih rendah, sehingga lebih mudah terlepas dari fase cair ke fase gas.

5.  Di laboratorium kimia organik, seorang mahasiswa melakukan sintesis senyawa hidrokarbon. Ia memulai dengan mereaksikan 2-klorobutana dengan larutan kalium hidroksida (KOH) dalam etanol panas. Mahasiswa tersebut berharap mendapatkan produk utama berupa alkena melalui reaksi eliminasi.

Manakah produk utama yang paling mungkin terbentuk dari reaksi eliminasi 2-klorobutana dengan KOH dalam etanol panas?

A.    Butana

B.    1-Butena

C.    2-Butena

D.    Butuna

E.    1-Pentena

Soal Pilihan Ganda Grup
Bacalah informasi berikut untuk nomor 1 sampai 5.
Solusi Energi di Era Modern

Dalam menghadapi tantangan krisis energi dan perubahan iklim, inovasi dalam pemanfaatan sumber daya alam menjadi krusial. Salah satu sumber energi yang terus dieksplorasi adalah gas alam, yang sebagian besar tersusun dari metana (CH4). Metana adalah hidrokarbon alkana paling sederhana, berupa gas tidak berwarna, tidak berbau, dan sangat mudah terbakar. Ia merupakan komponen utama dari gas bumi dan juga dihasilkan dari dekomposisi bahan organik secara anaerobik, misalnya di rawa-rawa atau tempat pembuangan sampah.

Selain metana, hidrokarbon lain yang penting adalah etilena (C2H4) dan asetilena (C2H2). Etilena, atau nama IUPAC-nya etena, adalah alkena paling sederhana dengan satu ikatan rangkap karbon-karbon. Gas ini tidak berwarna dan memiliki bau manis yang khas. Etilena banyak digunakan dalam industri sebagai bahan baku untuk produksi polietilena, plastik yang sangat umum. Sementara itu, asetilena, atau etuna, adalah alkuna paling sederhana dengan satu ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Gas ini juga tidak berwarna, tetapi memiliki bau khas yang sangat kuat. Asetilena sering digunakan dalam pengelasan karena menghasilkan nyala api yang sangat panas ketika dibakar dengan oksigen.

Perbedaan struktur ikatan pada metana, etena, dan etuna memberikan sifat fisik dan kimia yang unik pada masing-masing senyawa. Metana, sebagai alkana, tergolong sangat stabil namun reaktif terhadap reaksi substitusi radikal bebas di bawah kondisi tertentu. Etena, dengan ikatan rangkapnya, cenderung mengalami reaksi adisi, menjadikannya monomer penting. Etuna, dengan ikatan rangkap tiga yang sangat reaktif, memiliki potensi energi tinggi. Pemahaman akan sifat-sifat ini krusial dalam merancang aplikasi teknologi yang efisien dan aman.

6.  Berdasarkan teks, senyawa hidrokarbon mana yang secara struktural hanya memiliki ikatan tunggal karbon-hidrogen dan karbon-karbon?

A. Etilena, karena memiliki satu ikatan rangkap yang stabil dan tidak reaktif.

B. Asetilena, karena ikatan rangkap tiganya hanya memungkinkan ikatan tunggal C- H.

C. Metana, karena tergolong alkana paling sederhana dengan semua ikatan tunggal.

D. Metana dan etena, keduanya memiliki karakteristik ikatan tunggal dan rangkap.

E. Etilena dan asetilena, keduanya memiliki ikatan rangkap yang sangat stabil.

7.  Jika etilena digunakan sebagai monomer dalam pembentukan polimer polietilena, jenis reaksi apa yang terjadi selama proses polimerisasi ini?

A. Reaksi eliminasi, karena molekul etilena kehilangan atom untuk bergabung membentuk rantai.

B. Reaksi substitusi, di mana gugus hidrogen etilena digantikan oleh monomer lain secara berurutan.

C. Reaksi adisi, karena molekul-molekul etilena bergabung tanpa kehilangan atom apa pun dari monomernya.

D. Reaksi dekomposisi, di mana etilena terurai menjadi komponen-komponen yang lebih kecil sebelum berpolimer.

E. Reaksi kondensasi, di mana dua molekul etilena bergabung dan melepaskan molekul kecil seperti air.

8.  Asetilena digunakan dalam pengelasan karena menghasilkan nyala api yang sangat panas. Sifat kimia apa yang paling mungkin menjelaskan fenomena ini terkait dengan struktur asetilena?

A. Struktur linier asetilena memungkinkan pembakaran yang lebih efisien dengan oksigen.

B. Ikatan rangkap tiga pada asetilena menyimpan energi yang sangat besar yang dilepaskan saat pembakaran.

C. Asetilena memiliki massa molekul relatif yang kecil sehingga mudah menguap dan terbakar dengan cepat.

D. Adanya ikatan hidrogen pada asetilena meningkatkan titik didihnya sehingga menghasilkan api yang lebih panas.

E. Asetilena adalah gas yang inert dan stabil, sehingga pembakarannya dapat dikontrol dengan baik.

9.  Metana, etena, dan etuna adalah hidrokarbon dengan jumlah atom karbon yang semakin meningkat atau sama. Manakah pernyataan yang paling tepat mengenai titik didih ketiga senyawa tersebut?

A. Metana memiliki titik didih tertinggi karena molekulnya paling kecil dan stabil.

B. Etuna memiliki titik didih terendah karena memiliki ikatan rangkap tiga yang mengurangi gaya Van der Waals.

C. Urutan titik didih dari yang terendah ke tertinggi adalah Metana < Etilena < Asetilena, karena kenaikan kompleksitas ikatan.

D. Etilena memiliki titik didih tertinggi karena merupakan alkena yang lebih polar dibandingkan alkana dan alkuna.

E. Urutan titik didih secara umum akan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah atom karbon dan kompleksitas ikatan yang menambah gaya dispersi.

10.  Jika gas alam (metana) bocor di lingkungan, potensi bahaya utamanya adalah ledakan atau kebakaran. Sifat kimia metana yang mendasari potensi bahaya ini adalah....

A. Metana adalah gas yang tidak berbau sehingga kebocoran tidak mudah terdeteksi.

B. Metana memiliki kemampuan membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan uap air di udara.

C. Metana merupakan gas yang sangat mudah terbakar dan bereaksi eksotermik dengan oksigen.

D. Struktur molekul metana yang tetrahedral membuatnya sangat reaktif terhadap senyawa di udara.

E. Metana dapat membentuk radikal bebas yang sangat stabil dan menyebabkan ledakan spontan.

Soal Pilihan Ganda Kompleks MCMA

11.  Dalam konteks industri minyak dan gas, fraksi bensin sebagian besar terdiri dari alkana seperti oktana. Namun, dalam proses cracking minyak bumi, alkena juga dapat terbentuk.

Pernyataan mana saja yang secara akurat menggambarkan perbedaan reaktivitas antara alkana dan alkena? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.

□   Alkana cenderung mengalami reaksi substitusi di bawah pengaruh sinar UV, sedangkan alkena cenderung mengalami reaksi adisi.

□   Alkena lebih reaktif dibandingkan alkana karena adanya ikatan rangkap dua yang menyediakan awan elektron pi yang mudah diserang.

□   Alkana memiliki energi ikatan C-C yang lebih rendah sehingga lebih mudah putus dalam reaksi dibandingkan ikatan rangkap pada alkena.

□   Reaksi utama alkana dengan halogen adalah adisi, sementara reaksi utama alkena dengan halogen adalah substitusi.

□   Alkena dapat berpolimerisasi membentuk rantai panjang, sedangkan alkana umumnya tidak dapat.

12.  Untuk meningkatkan kualitas bensin, seringkali hidrokarbon rantai lurus (seperti n-oktana) diubah menjadi hidrokarbon bercabang atau siklik melalui proses reformasi. Selain itu, penggunaan alkena sebagai bahan bakar juga dieksplorasi.

Pernyataan mana saja yang benar mengenai sifat fisik hidrokarbon yang relevan dengan penggunaannya sebagai bahan bakar? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.

□   Titik didih hidrokarbon meningkat seiring dengan bertambahnya panjang rantai karbon.

□   Hidrokarbon bercabang memiliki titik didih yang lebih rendah dibandingkan isomer rantai lurusnya karena interaksi antar molekul yang kurang efektif.

□   Titik didih alkana lebih rendah daripada alkena dengan jumlah atom karbon yang sama karena alkena memiliki ikatan rangkap yang lebih kuat.

□   Viskositas hidrokarbon menurun seiring dengan peningkatan massa molekul relatifnya.

□   Hidrokarbon dengan ikatan rangkap (alkena dan alkuna) umumnya lebih mudah menguap dibandingkan alkana dengan massa molekul yang serupa karena polaritasnya.

13.  Etilena (C₂H₄) dan etuna (C₂H₂) adalah dua hidrokarbon tak jenuh yang sangat penting dalam industri kimia. Meskipun keduanya memiliki dua atom karbon, perbedaan pada ikatan rangkapnya menyebabkan perbedaan karakteristik yang signifikan.

Pernyataan mana saja yang benar mengenai perbandingan struktur dan reaktivitas antara etilena dan etuna? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.

□   Etilena memiliki geometri planar di sekitar ikatan rangkap, sedangkan etuna memiliki geometri linier di sekitar ikatan rangkap tiganya.

□   Etuna lebih reaktif terhadap reaksi adisi dibandingkan etilena karena ikatan rangkap tiganya memiliki kerapatan elektron yang lebih tinggi.

□   Keduanya dapat mengalami reaksi adisi dengan hidrogen, namun etilena membutuhkan satu molekul H₂ sedangkan etuna membutuhkan dua molekul H₂ untuk menjadi senyawa jenuh.

□   Etilena dan etuna tidak memiliki isomer posisi karena hanya terdiri dari dua atom karbon.

□   Etuna memiliki ikatan pi yang lebih banyak dibandingkan etilena, sehingga energi yang dilepaskan saat pembakaran etuna lebih rendah.

14.  Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menemukan berbagai aplikasi hidrokarbon. Gas elpiji untuk memasak adalah campuran propana dan butana, bensin untuk kendaraan adalah campuran berbagai alkana dan sikloalkana, sedangkan plastik banyak terbuat dari polimerisasi alkena.

Manfaat praktis mana saja yang secara langsung terkait dengan sifat fisik dan/atau kimia spesifik dari alkana, alkena, atau alkuna? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.

□   Penggunaan gas metana sebagai bahan bakar kompor karena sifatnya yang mudah terbakar dan menghasilkan banyak panas.

□   Pemanfaatan etena sebagai bahan baku utama untuk produksi plastik polietilena melalui reaksi polimerisasi.

□   Aplikasi asetilena dalam pengelasan logam karena kemampuannya menghasilkan nyala api dengan suhu yang sangat tinggi.

□   Penggunaan alkana rantai panjang sebagai pelumas karena sifatnya yang tidak reaktif dan memiliki viskositas tinggi.

□   Pemanfaatan alkena sebagai pelarut nonpolar untuk zat-zat organik yang tidak larut dalam air.

15.  Meskipun hidrokarbon sangat bermanfaat, pembakarannya juga berkontribusi pada masalah lingkungan. Pembakaran sempurna menghasilkan CO₂ dan H₂O, sedangkan pembakaran tidak sempurna dapat menghasilkan CO dan jelaga (karbon padat).

Manakah pernyataan yang benar terkait dengan produk pembakaran hidrokarbon dan dampak lingkungannya ? Pilihlah jawaban yang benar! Jawaban benar lebih dari satu.

□   Pembakaran sempurna metana menghasilkan gas CO₂ yang merupakan gas rumah kaca penyebab pemanasan global.

□   Pembakaran tidak sempurna hidrokarbon menghasilkan karbon monoksida (CO), gas beracun yang dapat mengurangi kapasitas darah mengikat oksigen.

□   Pembakaran hidrokarbon yang tidak efisien akan menghasilkan jelaga (partikulat karbon) yang menyebabkan polusi udara dan masalah pernapasan.

□   Alkena menghasilkan lebih banyak jelaga daripada alkana dengan jumlah atom karbon yang sama jika dibakar, karena rasio C/H yang lebih tinggi.

□   Pembakaran etuna dalam pengelasan menghasilkan produk yang bersih tanpa dampak lingkungan karena suhunya sangat tinggi.

Soal Pilihan Ganda Kompleks Kategori
Gas Alam dan Penggunaan Hidrokarbon dalam Keseharian
Gas alam, sumber energi vital di era modern, sebagian besar tersusun atas hidrokarbon. Metana (CH4), sebagai komponen utamanya, adalah alkana paling sederhana, gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan sangat mudah terbakar. Selain metana, gas alam juga mengandung etana (C2H6), propana (C3 H8), dan butana (C4H10). Semuanya adalah alkana, yaitu senyawa hidrokarbon jenuh yang hanya memiliki ikatan tunggal karbon-karbon dan karbon-hidrogen. Stabilitas kimia alkana menjadikannya bahan bakar yang efisien dan relatif aman dalam penanganan jika dibandingkan dengan hidrokarbon tak jenuh.
Di sisi lain, industri petrokimia juga sangat bergantung pada hidrokarbon tak jenuh, seperti alkena dan alkuna. Etilena (C2H4), alkena paling sederhana, adalah monomer kunci dalam produksi plastik polietilena. Propena (C3H6) juga digunakan untuk memproduksi polipropilena. Reaktivitas alkena berasal dari adanya ikatan rangkap dua C=C yang dapat mengalami reaksi adisi. Sementara itu, asetilena (C2H2), alkuna paling sederhana, dengan ikatan rangkap tiga C≡C, dikenal luas dalam pengelasan karena menghasilkan suhu pembakaran yang sangat tinggi. Ikatan rangkap pada alkena dan alkuna memberikan sifat kimia yang berbeda signifikan dibandingkan alkana, terutama dalam hal reaktivitas dan kemampuan membentuk polimer. Pemahaman akan perbedaan struktur ini sangat penting dalam aplikasi praktis hidrokarbon.Pemahaman akan perbedaan struktur ini sangat penting dalam aplikasi praktis hidrokarbon.

16.  Pertimbangkan karakteristik struktur dan reaktivitas senyawa hidrokarbon yang dibahas dalam teks. Tentukan Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut !

Pernyataan	Benar	Salah
Metana dapat mengalami reaksi adisi dengan gas hidrogen.
Etilena dapat berpolimerisasi membentuk rantai panjang polimer.
Asetilena memiliki lebih banyak ikatan pi dibandingkan etilena.

17.  Sifat fisik hidrokarbon, seperti titik didih, sangat penting dalam proses pemisahan dan aplikasinya. Teks menyebutkan beberapa jenis hidrokarbon.

Berdasarkan informasi tentang sifat fisik hidrokarbon, tentukan Tepat atau Tidak Tepat untuk setiap pernyataan berikut !

Pernyataan	Tepat	Tidak Tepat
Titik didih n-butana (C4H10) lebih tinggi daripada propana (C3H8).
Etilena (C2H4) memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada etana (C2H6).
Senyawa alkana rantai lurus memiliki titik didih lebih tinggi daripada isomer bercabang dengan jumlah atom karbon yang sama.

 

18.  Kestabilan dan reaktivitas hidrokarbon sangat ditentukan oleh jenis ikatan yang dimilikinya. Ini memengaruhi bagaimana mereka berinteraksi dengan zat lain.

Tentukan Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut yang terkait dengan kestabilan dan reaktivitas hidrokarbon !

Pernyataan	Benar	Salah
Alkana dikenal sebagai hidrokarbon yang paling reaktif karena ikatan tunggalnya.
Ikatan rangkap pada alkena membuat mereka lebih reaktif terhadap reaksi adisi.
Alkuna memiliki energi ikatan yang lebih rendah daripada alkena karena ikatan rangkap tiganya.

 

19.  Pemanfaatan hidrokarbon dalam kehidupan sehari-hari sangat luas, dari bahan bakar hingga bahan baku industri. Setiap jenis hidrokarbon memiliki peran spesifik.

Pilih Ya atau Tidak untuk setiap pernyataan yang menggambarkan manfaat hidrokarbon sesuai dengan teks !

Pernyataan	Benar	Salah
Metana digunakan sebagai bahan bakar utama dalam gas alam.
Etilena digunakan sebagai bahan baku utama untuk plastik polietilena.
Asetilena digunakan sebagai bahan bakar dalam proses pengelasan.

 

20.  Meskipun bermanfaat, penggunaan hidrokarbon juga memiliki implikasi lingkungan, terutama terkait dengan pembakaran dan produk sampingnya.

Tentukan Benar atau Salah untuk setiap pernyataan terkait dampak lingkungan dari penggunaan hidrokarbon !

Pernyataan	Benar	Salah
Pembakaran sempurna hidrokarbon selalu menghasilkan karbon monoksida yang beracun.
Pembakaran hidrokarbon merupakan salah satu penyumbang utama gas rumah kaca.
Asetilena digunakan sebagai bahan bakar dalam proses pengelasan.