Z życia codziennego wiemy, że napoje takie jak piwo czy wino pozostawione w otwartych butelkach kwaśnieją. Zarówno ich zapach, jak i smak przypominają ocet stosowany w gospodarstwie domowym. "Kwaśnienie" tych napojów to reakcja chemiczna, jakiej ulega alkohol etylowy pod wpływem tlenu z powietrza i bakterii, zwanych octowymi. W wyniku tej reakcji powstaje kwas octowy.
Kwas octowy należy do nasyconych kwasów organicznych (kwasów karboksylowych), których ogólny wzór przedstawiono poniżej:
RCOOH
gdzie R- oznacza grupę węglowodorową a -COOH grupę karboksylową.
Analizując budowę cząsteczki kwasu octowego można łatwo zauważyć, że składa się ona z dwóch wymienionych wcześniej elementów:
Pierwszy z nich, umieszczony na ciemnym tle, jest fragmentem cząsteczki węglowodoru, czyli tzw. grupą węglowodorową, drugi element to tzw. grupa karboksylowa, która składa się z atomu węgla połączonego podwójnym wiązaniem z atomem tlenu oraz pojedynczym wiązaniem z grupą hydroksylową (OH).
Model cząsteczki kwasu octowego:
Ponieważ łączna liczba atomów węgla w kwasie octowym jest równa 2, systematyczną nazwę tego kwasu tworzy się od węglowodoru nasyconego o dwu atomach węgla - etanu, stąd bierze się nazwa - kwas etanowy.
Pierwszym członem szeregu homologicznego alifatycznych nasyconych kwasów karboksylowych jest kwas mrówkowy o wzorze H-COOH. Nazwa systematyczna tego kwasu to kwas metanowy. Jest to lotna, bezbarwna ciecz o charakterystycznym zapachu. Jest trucizną.
Innym kwasem karboksylowym jest kwas masłowy (butanowy) C4H9COOH. Zapach tego kwasu można rozpoznać bez trudu - pachnie jak zjełczałe masło. Nic w tym dziwnego, skoro kwas ten wchodzi w skład tłuszczu tworzącego masło. W skład tłuszczów wchodzą również kwas palmitynowy C15H31COOH i kwas stearynowy C17H35COOH. Są one nazywane wyższymi kwasami tłuszczowymi. Oba wymienione wcześniej kwasy są ciałami stałymi. Widać więc, że wzrost długości łańcucha węglowodorowego powoduje zmianę stanu skupienia kwasu.
MOLEKUŁA KWASU
Kwasy karboksylowe podobnie jak kwasy nieorganiczne reagują z metalami, wodorotlenkami i tlenkami metali tworząc sole np.
2HCOOH + 2Na -> 2HCOONa + H2
Sole kwasów karboksylowych są związkami jonowymi, zwykle dobrze rozpuszczają się w wodzie. Wyższe kwasy karboksylowe, ogrzewane z mocnymi zasadami, tworzą sole zwane mydłami:
C17H35COOH + NaOH -> C17H35COONa + H2O
Powstające mydło sodowe jest rozpuszczalne w wodzie, hydrolizując daje zasadowy odczyn roztworu. Mydła toaletowe zawierają mydło sodowe i różnego rodzaju środki zapachowe, barwiące i nawilżające.
Cząsteczki kwasów mogą zawierać większą liczbę grup karboksylowych. Do kwasów dikarboksylowych zalicza się np. kwas szczawiowy (COOH)2. Kwas ten występuje między innymi w łodygach rabarbaru i liściach szczawiu. Jest to substancja stała, krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie.
Również związki aromatyczne mogą tworzyć kwasy. Najczęściej spotykanym tego typu kwasem jest kwas benzoesowy C6H5COOH. Substancja ta i jej sól sodowa jest wykorzystywana do konserwowania żywności.
