Майже всі органічні кислоти відносяться до карбонових кислот - тобто речовин, що містять у своїй формулі фрагмент -COOH. Прикладом таких кислот, які не мають інших функціональних груп, можуть бути мурашина, оцтова і трьохвуглецеві - пропіонова кислота.
Формули найпростіших карбонових кислот
Мурашина кислота вже згадувалася раніше, тепер трохи докладніше. Формально ступінь окислення вуглецю в ній - +2, тобто подальше окислення призведе до оксиду вуглецю (4) - вуглекислого газу. Мурашина кислота також може вважатися і альдегідів, тому вона вступає в реакцію срібного дзеркала, на відміну від інших карбонових кислот.
Чистий мурашина кислота - це прозора рідина з різким запахом. Кипить вона при 100 ° С. Це сильна кислота, і потрапляння її навіть на неушкоджену шкіру загрожує неприємностями. Власне, мурашина кислота була вперше виділена з мурах - її наявність робить укуси мурах такими болючими. Сама мурашина кислота і її солі токсичні.
Цікаве застосування солі мурашиної кислоти знайшли в геології. Все Форміат дуже добре розчиняються у воді, і форміат талію, наприклад, може давати розчини з щільністю до 4г / см3, що використовується при поділі мінералів по їх щільності.
Оцтова кислота нам всім добре знайома - це вона утворюється в результаті бродіння в присутності кисню повітря. Чистий оцтова кислота називається ще крижаний, оскільки замерзає при + 16 ° C, утворюючи кристали, дуже схожі на лід як за зовнішнім виглядом, так і по своїй кристалічній структурі. З оцтовою есенцією, до речі, такий досвід не вдасться - наявність води сильно знижує температуру замерзання.
Оцтова кислота випускається промислово у величезних обсягах (близько 10 мільйонів тонн на рік). Частина її йде на харчові цілі - оцтова есенція майже вся виходить простим розведенням синтетичної оцтової кислоти до 70%. Але більша частина йде на промислові потреби - зокрема, отримання полімерів.
Крім цього, оцтова кислота дуже широко застосовується в органічному синтезі - як розчинник, як слабка кислота або безпосередньо як реагент. Нерідко використовуються і похідні оцтової кислоти - ацетилхлоридом і оцтовий ангідрид, а етилацетат, що широко використовується як екстрагент і розчинник (в тому числі для різних фарб і лаків) є похідним оцтової кислоти і етанолу.
Ацетилхлоридом, оцтовий ангідрид, етилацетат.
Кожному лінійному алканів відповідає своя кислота: пропану - пропіонова, бутану - бутанова. Інша назва бутанової кислоти - масляна; саме вона надає прогірклому маслу його запах. Цікаво, що кислоти з парним числом атомів вуглецю більш поширені в природі. Це пов'язано з механізмом їх утворення та утилізації в живих організмах. Жири - це ефіри вищих (10-20 атомів вуглецю) карбонових кислот, часто ненасичених (що містять подвійний зв'язок).
Існують також багатоосновні карбонові кислоти, наприклад, щавлева, малонова або лимонна. Крім них, в природі зустрічаються багато інших кислоти: яблучна, винна, молочна, бурштинова. Назва кожної відображає джерело, з якого кислота вперше була виділена, але бурштинова і лимонні кислоти, наприклад, зустрічаються у всіх живих організмах, оскільки беруть участь в циклі Кребса.
Щавлева, малонова, лимонна кислоти.
Всі вони - білі кристалічні речовини, кислі на смак (хоча смак у них все-таки відрізняється). Взагалі карбонові кислоти досить слабкі в порівнянні з часто використовуваними неорганічними: сірчаної, азотної або соляної. Крім карбонових кислот, кислотними властивостями володіють також феноли (сам фенол іноді називають "карболкою" - карболової кислотою), і деякі інші сполуки, наприклад, сечова кислота.
Говорячи про біогенних кислотах, не можна не згадати амінокислоти, які також містять аміногрупу в своєму складі. Певного виду амінокислоти (а саме альфа-амінокислоти) утворюють білки, з яких складаються всі відомі нам живі організми. Але це вже зовсім інша історія.