Jenis Sebatian Karbon

2.1

Jenis-Jenis Sebatian Karbon

Definisi Sebatian Karbon

Sebatian yang mengandungi karbon sebagai unsur juzuknya.

Jenis Sebatian Karbon

Sebatian organik
Sebatian tak organik.

Sebatian Organik	Sebatian Tak Organik
Sebatian yang berasal daripada hidupan yang mengandungi unsur karbon yang terikat secara kovalen dengan unsur lain seperti hidrogen, nitrogen, sulfur dan fosforus.	Sebatian yang berasal daripada benda bukan hidup seperti oksida karbon, sebatian karbonat dan sebatian sianida.

Sebatian Organik

Sebatian organik terbahagi kepada hidrokarbon dan bukan hidrokarbon.

Hidrokarbon	Bukan Hidrokarbon
Sebatian organik yang mengandungi hanya hidrogen dan karbon	Sebatian organik yang mengandungi karbon dan hidrogen dan unsur lain, seperti oksigen, nitrogen, fosforus atau halogen

Contoh Hidrokarbon
Sebatian organik	Komposisi
Petrol	Karbon, hidrogen
Gas asli	Karbon, hidrogen

Contoh Bukan Hidrokarbon
Sebatian Organik	Komposisi
Protein	Karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen
Kanji	Karbon, hidrogen, oksigen
Lemak	Karbon, hidrogen, oksigen
Alkohol	Karbon, hidrogen, oksigen

Pengelesan Hidrokarbon

Hidrokarbon dikelaskan kepada hidrokarbon tepu dan hidrokarbon tak tepu berdasarkan jenis ikatan kovalen.

Hidrokarbon Tepu

Hidrokarbon Tak Tepu

Hidrokarbon yang mengandungi hanya ikatan tunggal antara atom karbon.

Hidrokarbon yang mempunyai sekurang-kurangnya satu ikatan ganda dua atau ganda tiga antara atom karbon.

Contoh formula struktur:

Gambar menunjukkan contoh formula struktur bagi hidrokarbon tepu.

Contoh formula struktur:

Gambar menunjukkan contoh formula struktur bagi hidrokarbon tak tepu.

Sumber Hidrokarbon

Sumber utama hidrokarbon ialah petroleum atau minyak mentah.
Petroleum terbentuk daripada hasil pereputan tumbuhan dan haiwan yang telah mati di dasar laut berjuta-juta tahun dahulu.
Petroleum ialah campuran hidrokarbon sama ada yang ringkas atau yang berantai panjang.
Petroleum tidak dapat digunakan sebelum diproses.
Petroleum perlu diasingkan kepada pecahannya sebelum dapat digunakan melalui proses penapisan.
Dua peringkat dalam penapisan minyak, iaitu penyulingan berperingkat dan peretakan.

Peringkat dalam Penapisan Minyak

Penyulingan Berperingkat

Pecahan hidrokarbon dalam petroleum diasingkan pada suhu berlainan mengikut saiz hidrokarbon.
Semasa proses penyulingan berperingkat, petroleum dipanaskan dan dialirkan ke menara pemeringkat.
Pecahan dalam petroleum dapat diasingkan kerana setiap pecahan hidrokarbon mempunyai takat didih yang tersendiri.
Hidrokarbon dengan takat didih yang lebih rendah meruap terlebih dahulu, naik ke bahagian atas menara lalu dikondensasikan dan diasingkan.
Hidrokarbon dengan takat didih yang lebih tinggi akan terkumpul di bahagian bawah menara dan dikondensasikan sebagai cecair.
Dua kegunaan utama pecahan hidrokarbon yang diperoleh daripada penyulingan berperingkat, iaitu:
- Digunakan sebagai bahan api.
- Sebagai bahan mentah dalam industri petrokimia.
Proses penyulingan berperingkat petroleum adalah seperti yang ditunjukkan di bawah:

Peretakan

Peretakan ialah proses hidrokarbon rantai panjang dipecahkan kepada hidrokarbon yang lebih kecil.
Dalam proses peretakan, pecahan hidrokarbon molekul besar dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi.
Mangkin campuran aluminium oksida, \(Al_2O_3\) dan silikon(IV) oksida, \(SiO_2\) biasanya digunakan untuk meningkatkan kadar tindak balas.
Proses peretakan menghasilkan:
- Hidrokarbon yang lebih kecil seperti petrol yang digunakan sebagai bahan api.
- Hidrokarbon alkena dan alkana rantai lebih pendek yang digunakan sebagai bahan mentah dalam penghasilan polimer, ubat, detergen, pelarut, baja dan banyak produk yang berguna.
Permintaan terhadap hidrokarbon bersaiz kecil adalah lebih tinggi kerana lebih mudah terbakar dan digunakan sebagai bahan api.
Pengasingan pecahan petroleum secara penyulingan berperingkat tidak dapat memenuhi permintaan yang tinggi terhadap hidrokarbon bersaiz kecil.
Contoh tindak balas peretakan adalah seperti yang ditunjukkan di bawah:

Contoh Tindak balas Peretakan

Contoh 1

Imej ini menunjukkan proses peretakan molekul hidrokarbon. Di sebelah kiri, terdapat molekul hidrokarbon rantai panjang yang terdiri daripada banyak bulatan merah yang disambungkan. Di tengah-tengah, terdapat lajur bertulis ‘PERETAKAN’ dengan anak panah yang menunjukkan ke arah molekul hidrokarbon rantai pendek di sebelah kanan. Molekul hidrokarbon rantai pendek terdiri daripada bulatan berwarna ungu, hijau, dan kuning yang lebih kecil dan kurang berbanding molekul di sebelah kiri. Terdapat juga label ‘Haba’ dan ‘Mangkin’ di bahagian tengah yang menunjukkan faktor yang terlibat dalam proses peretakan.

Contoh 2

Gambar menunjukkan formula struktur bagi heptana

\(\downarrow\)

Etena

Pentana

Contoh 3

\(C_{10}H_{22} \rightarrow 2C_{5}H_{10} + H_{2}\)

Sumber Alternatif Hidrokarbon

Saintis meramalkan kebanyakan rizab petroleum dalam bumi akan habis dalam masa 100 tahun jika digunakan pada kadar sekarang.
Oleh itu, langkah proaktif dan berkesan amat diperlukan untuk menghasilkan sumber alternatif bagi menggantikan petroleum.
Sumber alternatif hidrokarbon merujuk kepada sumber tenaga selain bahan api fosil yang tidak dapat diperbaharu.
Biojisim ialah bahan organik daripada tumbuhan dan haiwan.
Biojisim mengandungi tenaga yang tersimpan daripada matahari.
Sumber alternatif ini ialah sumber yang diperbaharu.
Sumber tenaga alternatif boleh dihasilkan melalui pelbagai proses kimia yang bersumberkan biojisim.
Contoh sumber tenaga alternatif adalah seperti yang ditunjukkan di bawah:

Contoh Sumber Tenaga Alternatif

Gambar menunjukkan 'BIOJISIM' seperti Biodiesel, Bioetanol dan 'Biogas'.