3. Diketahui senyawa n-butana dan aseton dengan struktur berikut. O aseton CH,- CH - CH - CH, CH- C -CH, n – butana Dari kedua senyawa tersebut, manakah yang memiliki titik didih lebih tinggi? Jelaskan alasanmu! 

Di soal ini kita diminta buat bandingin titik didih aseton dan n-butana, sehingga konsep yang digunain adalah gaya antarmolekul.

Penjelasan Konsep

Kalau kita mencampurkan air dan minyak sudah tahu lah ya apa yang terjadi? Yups, air dan minyak itu gak bisa bercampur rata, malah ngebentuk lapisan terpisah. Kalau kalian masih ingat konsep massa jenis di fisika mungkin jawabannya karena air dan minyak punya massa jenis yang berbeda. Nah, kalau di kimia kita bisa jelasin dengan menggunakan konsep gaya antarmolekul. 

Apa itu gaya antarmolekul? Gaya antarmolekul merupakan gaya elektromagnetik antara molekul satu dengan molekul lainnya. Nah, kekuatan gaya antarmolekul ini dipengaruhi oleh jenis ikatan kimianya. Ada apa aja sih gaya antarmolekul yang dimaksud? Langsung aja yuk kita bahas:

1) Gaya Van Der Waals: gaya tarik menarik listrik yang relatif lemah. Gaya Van Der Waals ini relatif lemah karena kepolaran molekul yang permanen atau terinduksi, sehingga bisa dibedakan menjadi 4 macam:
<ul><li>Gaya ion – dipol permanen: Interaksi ini terjadi antara molekul ionik dan molekul polar yang relatif kuat. Biasanya interaksi ion-dipol ini untuk menentukan kelarutan. Contohnya gaya yang terjadi antara \(NaCl\) dan \(H_2O\).</li><li>Gaya dipol permanen - dipol permanen: Interaksi ini terjadi antarmolekul polar. Gaya ini bisa terjadi antarmolekul sejenis dan berbeda jenis. Misal gaya yang terjadi antarsesama molekul \(H_2O\) atau antara \(NH_3\) dengan \(H_2O\).</li><li>Gaya ion – dipol terinduksi: Interaksi ini terjadi antara molekul ionik dengan molekul nonpolar. Contohnya gaya yang terjadi antara senyawa \(NaCl\) dengan \(CCl_4\).</li><li>Gaya dipol permanen – dipol terinduksi: Interaksi ini terjadi antara molekul polar dengan molekul nonpolar. Contohnya gaya antara molekul \(O_2\) dengan \(H_2O\).</li></ul>

2) Gaya dispersi London: gaya ini terjadi antarmolekul nonpolar. Molekul-molekul nonpolar yang berinteraksi dapat membentuk dipol/kutub karena adanya induksi, tapi dipol ini bersifat sementara dan sangat sebentar. Contohnya interaksi antara molekul \(Br_2\) dengan \(CCl_4\). Pada gaya dispersi London kekuatan ikatan juga dipengaruhi oleh berat molekul. Semakin besar berat molekul maka semakin kuat gaya dispersi Londonnya.

3) Ikatan hidrogen: gaya antarmolekul yang disebabkan oleh ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom yang sangat elektronegatif seperti N/O/F pada molekul yang berbeda. Contohnya gaya yang terjadi pada molekul \(H_2O\) atau \(NH_3\) dengan \(H_2O\).

Gaya antarmolekul ini bisa kita jadikan dasar untuk menjelaskan sifat fisik dari suatu molekul lho, seperti kelarutan dan titik didih. Nah, semakin kuat gaya antarmolekul yang terjadi, maka titik didih molekul tersebut semakin tinggi. Kalau kita urutkan dari yang paling kuat, maka kita akan mendapatkan urutan berikut:
Ikatan hidrogen > gaya ion – dipol > gaya dipol permanen – dipol permanen > gaya ion – dipol terinduksi > gaya dipol permanen – dipol terinduksi > gaya London

Nah, sekarang kita bahas soalnya ya. Di soal ini kita diminta untuk ngebandingin titik didih n-butana dan aseton. Yuk kita perhatikan struktur senyawanya:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-68/LessonId-268/ModuleId-2/QuestionCode-21HWOOOA6U9/n-butana.png" />

Senyawa n-butana memiliki struktur molekul rantai lurus dan ikatannya simetris ke segala arah sehingga n-butana bersifat nonpolar. Pada senyawa nonpolar gaya antarmolekul yang terjadi adalah dispersi London (gaya antarmolekul paling lemah), sehingga titik didih n-butana sangat rendah.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-68/LessonId-268/ModuleId-2/QuestionCode-21HWOOOA6U9/aseton.png" />

Senyawa aseton memiliki struktur molekul yang distribusi elektronnya tidak sama rata. Disini ada atom O yang bersifat sangat elektronegatif, sehingga elektron-elektron akan tertarik lebih kuat ke atom O. Akibatnya akan terbentuk pengkutuban/dipol, dimana pada atom O akan terbentuk dipol negatif, sedangkan pada atom C akan terbentuk dipol positif. Oleh karena itu, gaya antarmolekul yang terjadi dalam aseton adalah gaya dipol-dipol. Gaya ini lebih kuat daripada dispersi London, sehingga butuh suhu lebih tinggi untuk memutuskan ikatan pada aseton. Dengan kata lain, aseton punya titik didih lebih tinggi daripada n-butana.

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa aseton memiliki titik didih lebih tinggi dari n-butana karena aseton punya gaya antarmolekul yang lebih kuat dibandingkan n-butana. Aseton memiliki gaya antarmolekul berupa dipol-dipol, sedangkan n-butana memiliki gaya dispersi London.