Kwas karboksylowy a alkohol
Kwasy karboksylowe i alkohole to cząsteczki organiczne z polarnymi grupami funkcyjnymi. Obie mają zdolność tworzenia wiązań wodorowych, które wpływają na ich właściwości fizyczne, takie jak temperatura wrzenia.
Kwas karboksylowy
Kwasy karboksylowe to związki organiczne posiadające grupę funkcyjną -COOH. Ta grupa jest znana jako grupa karboksylowa. Kwas karboksylowy ma następujący wzór ogólny.
W najprostszym rodzaju kwasu karboksylowego grupa R jest równa H. Ten kwas karboksylowy jest znany jako kwas mrówkowy. Ponadto grupa R może być prostym łańcuchem węglowym, rozgałęzionym łańcuchem, grupą aromatyczną itp. Kwas octowy, kwas heksanowy i kwas benzoesowy są przykładami kwasów karboksylowych. W nomenklaturze IUPAC, kwasy karboksylowe są nazywane poprzez upuszczenie ostatniego - e nazwy alkanu odpowiadającego najdłuższemu łańcuchowi w kwasie i poprzez dodanie kwasu -ojowego. Węgiel karboksylowy zawsze ma numer 1. Kwasy karboksylowe są cząsteczkami polarnymi. Dzięki grupie -OH mogą tworzyć silne wiązania wodorowe między sobą oraz z wodą. W rezultacie kwasy karboksylowe mają wysokie temperatury wrzenia. Ponadto kwasy karboksylowe o niższej masie cząsteczkowej łatwo rozpuszczają się w wodzie. Jednak wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowegorozpuszczalność maleje. Kwasy karboksylowe mają kwasowość w zakresie od pKa 4-5. Ponieważ są kwaśne, łatwo reagują z NaOH i NaHCO3 roztwory do tworzenia rozpuszczalnych soli sodowych. Kwasy karboksylowe, takie jak kwas octowy, są słabymi kwasami i istnieją w równowadze ze swoją sprzężoną zasadą w środowisku wodnym. Jeśli jednak kwasy karboksylowe mają grupy odciągające elektrony, takie jak Cl, F, są one kwaśne niż niepodstawiony kwas.
Alkohol
Cechą charakterystyczną rodziny alkoholi jest obecność grupy funkcyjnej -OH (grupa hydroksylowa). Zwykle ta grupa -OH jest przyłączona do sp 3zhybrydyzowany węgiel. Najprostszym członkiem rodziny jest alkohol metylowy, zwany także metanolem. Alkohole można podzielić na trzy grupy: pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe. Klasyfikacja ta opiera się na stopniu podstawienia węgla, do którego bezpośrednio przyłączona jest grupa hydroksylowa. Jeśli węgiel ma przyłączony tylko jeden inny węgiel, mówi się, że węgiel jest węglem pierwszorzędowym, a alkohol jest alkoholem pierwszorzędowym. Jeśli węgiel z grupą hydroksylową jest przyłączony do dwóch innych atomów węgla, to jest to alkohol drugorzędowy i tak dalej. Alkohole są nazywane przyrostkiem -ol zgodnie z nomenklaturą IUPAC. Najpierw należy wybrać najdłuższy ciągły łańcuch węglowy, do którego bezpośrednio przyłączona jest grupa hydroksylowa. Następnie zmienia się nazwę odpowiedniego alkanu, upuszczając ostatnie e i dodając sufiks ol.
Alkohole mają wyższą temperaturę wrzenia niż odpowiadające im węglowodory lub etery. Powodem tego jest obecność międzycząsteczkowego oddziaływania między cząsteczkami alkoholu poprzez wiązania wodorowe. Jeśli grupa R jest mała, alkohole są mieszalne z wodą, ale gdy grupa R staje się większa, ma tendencję do bycia hydrofobową. Alkohole są polarne. Wiązanie CO i wiązania OH przyczyniają się do polarności cząsteczki. Polaryzacja wiązania OH sprawia, że wodór jest częściowo dodatni i wyjaśnia kwasowość alkoholi. Alkohole to słabe kwasy, a ich kwasowość jest zbliżona do wody. -OH jest słabą grupą opuszczającą, ponieważ OH - jest silną zasadą.
Jaka jest różnica między kwasem karboksylowym a alkoholem?
• Grupą funkcyjną kwasu karboksylowego jest -COOH, aw alkoholu -OH.
• Gdy obie grupy znajdują się w jednej cząsteczce, w nomenklaturze pierwszeństwo ma kwas karboksylowy.
• Kwasy karboksylowe mają wyższą kwasowość w porównaniu do odpowiednich alkoholi.
• Grupa karboksylowa i grupa -OH dają charakterystyczne piki w widmach IR i NMR.
