Znasz już budowę cząsteczek, właściwości i zastosowanie kwasów nieorganicznych, tzw. mineralnych. Był to kwas solny — HCl, kwas siarkowodorowy H₂S, kwas azotowy(V) HNO₃, kwas siarkowy — H₂SO₄, kwas węglowy — H₂CO₃, kwas fosforowy(V) — H₃PO₄, kwas siarkowy(IV) — H₂SO₃.
Kwasy organiczne są pochodnymi węglowodorów. Niektóre z nich znasz z życia codziennego, np. kwas octowy czy cytrynowy. Kwasy organiczne to inaczej kwasy karboksylowe, ponieważ w cząsteczce każdego z nich znajduje się grupa funkcyjna, zwana grupą karboksylową:

Wiele kwasów ma nazwy zwyczajowe związane z ich występowaniem lub zastosowaniem. Nazwy systematyczne tworzy się od nazwy węglowodoru, mającego w cząsteczce tyle atomów węgla co kwas, dodając końcówkę –owy, np. etan — kwas etanowy. Poniższa tabela przedstawia wzory, nazwy systematyczne i zwyczajowe pierwszych czterech kwasów karboksylowych w szeregu homologicznym.


Wzór ogólny kwasów karbksylowych:

Zapamiętaj, że zapisany powyżej wzór ogólny kwasów karboksylowych nie dotyczy jedynie kwasu mrówkowego, gdyż w jego cząsteczce nie ma grupy alkilowej, a zamiast niej występuje atom wodoru.

Kwas mrówkowy (kwas metanowy)

HCOOH

Kwas mrówkowy jest pierwszy członem szeregu homologicznego kwasów karboksylowych.
Jego zaskakująca nazwa pochodzi, że został wyodrębniony z jadu mrówek.
Kwas mrówkowy jest bezbarwną cieczą o ostrym, duszącym zapachu i właściwościach parzących. Jest silną trucizną. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jest palny. Wynik reakcji spalania całkowitego:
2 HCOOH + O ₂ -> 2 CO ₂ + 2 H₂O

Zastosowanie:
- produkcja barwników
- garbowanie skór
- substancja bakteriobójcza

Kwas octowy (kwas etanowy)

CH₃COOH

Kwas octowy jest drugim członem szeregu homologicznego kwasów karboksylowych. Jeśli pozostawimy dowolny napój alkoholowy na otwartej przestrzeni, po jakimś czasie straci smak, czyli „skwaśnieje”. Zachodzi reakcja, w której alkohol etylowy pod wpływem powietrza i zawartych w nich bakterii ulega utlenianiu. Proces ten potocznie zwany jest jako fermentacja octowa. Produktem fermentacji octowej jest kwas octowy i woda:
C₂H₅OH + O₂ -> CH₃COOH + H₂O.

Kwas octowy jest cieczą bezbarwną o intensywnym zapachu. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Wodny roztwór kwasu octowego ulega dysocjacji jonowej:
CH₃COOH -> H⁺ + CH₃COO^-

Reakcje kwasu octowego z różnymi substancjami:
a) kwas octowy i magnez:
2 CH₃COOH + Mg -> (CH₃COO)₂Mg + H₂
Reakcja zachodzi gwałtownie, wydziela się wodór. Podczas tej reakcji wydziela się ciepło. Powstaje octan magnezu.
b) kwas octowy i zasada sodowa
NaOH + CH₃COOH -> CH₃COOH Na + H₂O
Nastąpiło zobojętnienie zasady sodowej kwasem octowym. Powstał octan sodu.
c) kwas octowy z tlenkiem miedz(II)
CuO + 2 CH₃COOH -> (CH₃COOH) ₂Cu + H₂O
Wniosek z tej reakcji, że kwas octowy reaguje z metalami aktywnymi, tlenkami metali i wodorotlenkami jak i kwasami nieorganicznymi.

Kwas octowy spala się niebieskim płomieniem:
CH₃COOH -> 2 O₂ -> 2 CO₂ + H₂O

Zastosowanie:
- barwniki, farby
- przemysł spożywczy
- tworzywa sztuczne
- leki

Wyższe kwasy karboksylowe

Nazwa wyższe kwasy karboksylowe odnosi się do kwasów o długich łańcuchach węglowych. Kwasy te nazywane są kwasami tłuszczowymi, gdyż można je wyodrębnić z tłuszczów, np.:
- kwas palmitynowy — C₁₅H₃₁COOH
- kwas stearynowy — C₁₇H₃₅COOH
- kwas oleinowy — C₁₇H₃₃COOH

Kwasy oleinowy jest żółtą oleistą cieczą a dwa pozostałe przykłady białymi, ciałami stałymi. Wszystkie nie są rozpuszczalne w wodzie. Nie ulegają dysocjacji jonowej.
Kwasy stearynowy i palmitynowy topią się w niskiej temperaturze. Wszystkie spalają się żółtym płomieniem. Kwas oleinowy jedynie odbarwia wodę bromową lub rozcieńczony roztwór manganianu(VII) potasu. Świadczy o tym, że jest to związek nienasycony.

Zastosowanie:
- mieszanina kwasów stearynowego i palmitynowego nosi nazwę stearyny i służy do produkcji świec. Kwas oleinowy jest głównym składnikiem olejów jadalnych, oliwy i tranu.

Mydło są to sole wyższych kwasów karboksylowych (palmitynowego, stearynowego, oleinowego). Mydło użytkowe, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie, to sole sodowe i potasowe wymienionych kwasów.
Mydła potasowe — są szare i maziste
Mydła sodowe — są białe i twarde
Mydła toaletowe — są to wysokogatunkowe mydła sodowe z dodatkiem oleju kokosowego, olejków zapachowych i barwników.

Podobieństwa i różnice

Niższe kwasy karboksylowe są cieczami o intensywnym, ostrym zapachu. Kwasy o średniej długości łańcucha(od czterach atomów węgla w cząsteczce) są oleistymi cieczami o niemiłej woni, a wyższe — ciałami stały o delikatnym zapachu.

Rozpuszczalność kwasów karboksylowych w wodzie maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.

Właściwości kwasów karboksylowych i ich duża aktywność chemiczna wynikają z obecności w cząsteczce grupy karboksylowej –COOH. Niższe kwasy — dobrze rozpuszczalne w wodzie — dysocjują a wyższe nie ulegają tego procesu. Ich aktywność chemiczna maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.

Podsumowanie tematu:
1. Oblicz masę procentową zawartość węgl w kwasie octowym.
2. Wymień właściwości kwasu mrówkowego
3. Oblicz stosunek masy węgla do masy tlenu i masy wodoru w kwasie metanowym.
4. Napisz równanie reakcji dysocjacji jonowej octanu magnezu.

Lekcja 1 — Poznajemy budowę cząsteczek, właściwości i zastosowanie alkoholi

Lekcja 3 — Poznajemy estry — produkty reakcji estryfikacji