Gugus fungsi adalah gugus pembawa sifat atau ciri khas suatu senyawa karbon. Gugus fungsi senyawa karbon dapat dibedakan dan di golongkan berbagai macam. Banyaknya senyawa karbon memiliki sifat yang sama dari reaksi-reaksinya karena terjadinya gugus fungsional yang terdapat dalam molekul senyawa.
Gugus fungsi yang merupakan bagian dari reaktif senyawa ternyata menentukan sifat fisika dan kimia. Sedangkan, senyawa karbon adalah senyawa yang memiliki komponen utama terdiri dari atom-atom. berikut ini beberapa golongan senyawa karbon berdasarkan gugus fungsinya.
1. Alkohol
Alkohol memiliki hidrosil (-OH) yang mudah larut dalam air dengan titik didih yang relatif tinggi karena adanya ikatan hidrogen.
Tata nama alkohol
Penamaan berdasarkan IUPAC, namanya diturunkan dari nama alkana yang sesuai, dengan mengganti akhiran a menjadi ol
Contohnya :
4CH3 – 3CH2 – 2CH2 – 1CH2 – OH : 1-butanol
5CH3 – 4CH2 – 3CH2 – 2CH – 1CH3
I
OH : 2 pentanol bukan 4 pentanol
Penamaan berdasarkan nama Trivial sering disebut dengan alkil alkohol, yaitu dengan menyebut nama gugus alkil yang terikat pada gugus -OH kemudian diikuti kata alkohol.
Contoh :
CH3 – CH2 – OH : etil alkohol
CH3 – CH2 – CH2 – OH propil alkohol
Klasifikasi alkohol
Berdasarkan jenis atom C yang mengikat gugus -OH, alkohol digolongkan menjadi tiga, yaitu :
Alkohol primer (1o) ⇒ gugus -OH terikat pada atom C primer. Atom C primer adalah atom karbon yang mengikat satu atom C lain.
alkohol sekunder (2o) ⇒ gugus -OH terikat pada atom C sekunder atom C sekunder adalah atom C yang mengikat dua atom C lain.
Alkohol tersier (3o) ⇒ gugus -OH terikat pada karbon tersier. Atom C tersier adalah atom C yang mengikat tiga atom C lain.
Reaksi Alkohol
Reaksi alkohol dengan logam natrium : alkohol bereaksi dengan logam Na menghasilkan alkoksida da fas hidrogen.
Esterifikasi : Alkohol dengan asan karboksilat bereaksi membentuk ester.
Reaksi substitusi alkohol dengan hidrogen halida : Alkohol dapat bereaksi dengan hidrogen halida membentuk haloalkana.
Reaksi dehidrasi alkohol : Dehidrasi artinya pelepasan molekul air. Jika alkohol dipanaskan dengan H2SO4 pekat, akan mengalami dehidrasi menjadi eter atau alkena.
Pemanasan pada suhu sekitar 130oC akan menghasilkan eter.
Pemanasan pada suhu sekitar 180oC akan menghasilkan alkena.
Oksidasi alkohol : Alkohol sederhana dapat teroksidasi (mudah terbakar) membentuk gas karbon dioksida dan uap air.
Alkohol primer dioksidasi membentuk aldehid, dan jika dioksidasi lebih lanjut menjadi asam karboksilat.
Memiliki titik didih yang tinggi, karena adanya ikatan hidrogen atas molekulnya
Mudah terbakar
Kegunaan alkohol
Metanol, di industri digunakan sebagai bahan baku pembuatan formadehid, sebagai cairan antibeku dan pelarut lemak.
Etanol, digunakan sebagai desinfektan (etanol 70%) yang memiliki kemampuan pembunuh kuman terbaik isopropil alkohol adalah obat gosok yang umum digunakan.
gliserol digunakan untuk pelembab dan pelembut pada lotion kosmetik.
Etilen glikol digunakan sebagai antifreeze pada radiator.
2. Eter
Eter adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus R—O—R’, dengan R dapat berupa alkil maupun aril. Contoh senyawa eter yang paling umum adalah pelarut dan anestetik dietil eter (etoksietana, CH3-CH2-O-CH2-CH3).
Tata nama eter
Penamaan berdasarkan IUPAC ⇒ alkohol alkana. Tata nama dilakukan dengan dua cara, yaitu menetapkan alkil yang lebih kecil sebagai alkoksil dan alkil yang lebih besar.
Penamaan berdasarkan trivial ⇒ alkil alkil eter. Penamaan dilakukan dengan menyebutkan kedua nama alkil yang terikat pada gugus – O – dan diikuti dengan kata eter (dalam tiga kata yang terpisah).
Reaksi eter
Eter mudah terbakar membentuk gas karbon dioksida dab uap air.
Eter tidak beraksi dengan logam natrium
Eter terurai oleh asam halida, terutama oleh HI
Eter dapat bereaksi dengan alkil halida membentuk alkohol dan haloalkana
Sifat-sifat eter
Eter tidak membentuk ikatan hidrogen antarmolekulnya, sehingga eter lebih mudah menguap dibandingkan alkohol dengan M, sama
Pada umumnya eter tidak bercampur dengan air.
Eter lebih besar sukar larut dalam air daripada alkohol
Kegunaan eter
Dietil eter (etoksi etana) secara luas dipakai sebagai pelarut untuk lemak, lilin, atau zat-zat lain yang kurang larut dalam air. Selain itu juga, digunakan untuk obat bius (anestesi) pada operasi.
MTBE (metil tersier butil eter) digunakan untuk menaikkan anga oktan dalam bensin (meningkatkan mutu bensin).
3. Aldehid
Aldehid merupakan kelompok senyawa dengan gugus karbonil (C=O) yang berikatan dengan atom hidrogen pada ujung rantai.
Tata nama aldehid
Penamaan berdasarkan IUPAC
diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran a menjadi al. Tata nama aldehid sana seperti tatanama alkohol, tetapi posisi gugus fungsi (-COH) tidak perlu dinyatakan letaknya dengan angka. Hal itu dikarenakan selalu menjadi atom karbon nomor satu.
Contoh :
5CH3 – 4CH – 3CH2–1CHO : pentanal
5CH3 – 4CH – 3CH2– 2CH – CH3
I
1COH : 2 metilpentanal
Tata nama Trivial
Tata nama trivial aldehid diturunkan dari nama lazim asam karboksilat yang sesuai, dengan mengganti akhiran at menjadi aldehida dan membuang kata asam. Misalnya asam format nama lazimnya adalah formaldehida.
Jumlah atom C
Nama trivial aldehid
1
formaldeid
2
asetaldehid
3
propionadehid
4
butiraldehid
5
valrealdehid
Contoh :
5CH3–4CH-3CH2–2CH2–1CHO
I
CH3 : nama trivial : 4 metilvaleraldehid
Reaksi aldehid
Reaksi oksidasi
Aldehida mudah dioksidasi menjadi asam karboksilat. Jadi aldehida merupakan reduktor kuat, sehingga dapat mereduksi ion CU2+ (pereaksi tollens) yang menghasilkan endapan merah bata, dan dapat mereduksi ion Ag+ (pereaksi Tollens) yang membebaskan unsur perak (Ag).
Adisi hidrogen / Hidrogenasi (reduksi)
Adanya ikatan rangkap pada aldehid (-C=O) menyebabkan aldehid dapat diadisi gas hidrogen membentuk alkohol primer.
Kegunaan aldehid
Formaldehida (HCHO), senyawa aldehida banyak memiliki kegunaan, diantaranya:
Untuk membuat formalin, yaitu larutan 40% formaldehida dalam air. Formalin ini dapat digunakan untuk mengawetkan preparat biologi dan dapat mengawetkan mayat, tetapi tidak untuk mengawetkan makanan.
Untuk membuat berbagai jenis plastik termoset (plastik yang tidak meleleh pada pemanasan).
CH2CHO (asetaldehida), digunakan sebagai bahan pengawet.
4. Keton
Keton adalah hasil akhir dari metabolit lemak. Di dalam tubuh lemak di pecah menjadi asam lemak hingga senyawa kimia terkecil yaitu keton. Bila di dalam tubuh cadangan energi yang berasal dari karbohidrat habis, maka tubuh akan memakai cadangan lain yaitu lemak.
Tata nama keton
Penamaan berdasarkan IUPAC
Penamaan berdasarkan IUPAC diturunkan dari nama alkana yang sesuai yaitu dengan mengganti akhiran a menjadi on.
Contoh :
2 betanon
Tata nama trivial keton adalah alkil alkil keton. Kedua gugus alkil disebut secara terpisah lalu pada namanya diakhiri dengan kata keton.
Contoh ;
CH3-CO-CH2-CH3 : metil etil keton
CH3-CH2-CO-CH2-CH3 : dietil keton
Reaksi keton
Oksidasi
Keton adalah reduktor lemah (sulit oksidasi) daripada aldehida. Zat-zat pengoksidasi lemah seperti pereaksi tollens dan fehing tidak dapat mengoksidasi keton.
Adisi hidrogen
Reduksi keton menghasilkan alkohol sekunder.
Kegunaan keton
Aseton (propanon) digunakan untuk membersihkan pewarna kuku, sebagai pelarut untuk lilin, plastik, dan sirlak.
Beberapa keton siklik merupakan bahan untuk membuat parfum karena berbau harum.
5. Asam karboksilat
Asam karboksilat merupakan senyawa organik turunan alkana dengan gugus fungsi -COOH dan rumus umum CnH2nO2. Gugus fungsi -COOH memiliki nama lain gugus karboksil yang merupakan gabungan dari gugus karbonil (-CO-) dan gugus hidroksil (-OH).
Tata nama asam karboksilat
Penamaan berdasarkan IUPAC
Diturunkan dari nama alkana yang sesuai yaitu dengan mengganti akhiran a menjadi oat dan memberi awalam asam.
Tata nama trivial
Tata nama trivial pada asam karboksilat dilihat berdasarkan jumlah atom C-nya. berikut adalah nama trivial dari asam karboksilat sesuai jumlah C-nya.
Asam karboksilat bereaksi dengan basa membentuk garam (reaksi penetralan).
Asam karboksilat bereaksi dengan alkohol membentuk ester (esterifikasi) dengan katalis asam sulfat pekat.
Kegunaan asam karboksilat
Asam format digunakan pada industri tekstil, dan penyamakan kulit dan di perkebunan karet untuk menggumpalkan lateks (getah pohon karet).
Asam asetat atau asam cuka digunakan pada makanan. Kadar asam asetat yang terdapat dalam cuka makanan sekitar 20-25%.
Asam metanoat digunakan untuk peracikan obat (aspirin), menggumpalkan getah karet (lateks), dan membasmi hama.
Asam benzoat (asam karboksilat aromatik) digunakan sebagai bahan pengawet pada makanan, seperti kecap, saos tomat, dan minuman dari buah-buahan.
6. Ester
Ester adalah suatu senyawa organik yang terbentuk melalui penggantian satu (atau lebih) atom hidrogen pada gugus karboksil dengan suatu gugus organik (biasa dilambangkan dengan R’).
Tata nama ester
Tata nama IUPAC
Penamaan IUPAC alkil alkanoat yang menjadi alkil adalah gugus karbon yang terikat langsung pada atom O (gugus R), sedangkan alkanoat adalha gugus R-COO-. Atom C gugus fungsi masuk ke dalam bagian alkanoat.
CH3-CH2-COO-CH3 : metil propanoat
Tata nama trivial
tata nama trivial pada ester memakai aturan alkil alkil ester. Jadi pada tata nama ini -COO- disebut sebagai ester.
Contoh :
CH3-CH2-COO-CH3 : etil metil ester
Pembuatan ester
Ester dapat dibuat dari asam karboksilat dan alkohol dengan pengaruh asam sulfat pekat. Reaksi ini disebut reaksi pengesteran (esterifikasi) dan merupakan reaksi kesetimbangan. R-COOH+R-OH ⇄ R-COO-R+H2O.
Sifat ester
Ester dapat terhidrolisis dengan suasana asam dapat alkohol dan asam karboksilat. Reaksi hidrolisis itu adalah kebalikan dari reaksi esterifikasi. Hidrolisis lemak atau minyak menghasilkan gliserol dn asam-asam lemak.
Ester sedikit larut dalam air
ester berbau harum dan banyak terdapat dalam buah-buahan
Kegunaan ester
Senyawa ester mempunyai aroma yang sedap dan harum banyak terdapat pada bunga atau buah-buahan makan sering disebut eter buah-buahan.
Lilin (wax, bukan lilin parafin) termasuk ester dari asam karboksilat berantai panjang dengan alkohol berantai panjang.
Ester yang banyak terdapat di alam adalah lemak dan minyak (fat). Beberapa contoh lemak dan minyak adalah lemak sapi, minyak kelapa, minyak jagung, dan minyak kelapa.