Właściwości fizyczne kwasów karboksylowych

Oct 03, 2024 Zostaw wiadomość

Spośród nasyconych kwasów monokarboksylowych kwas mrówkowy, kwas octowy i kwas propionowy mają silny kwaśny smak i działanie drażniące. Zawiera 4–9 atomów C, ma zgniły zapach i jest oleistą cieczą. Zawiera ponad 10 C w postaci substancji stałej przypominającej parafinę, o bardzo niskiej lotności i bez zapachu.

Wynika to z obecności wiązań wodorowych pomiędzy cząsteczkami kwasu mrówkowego. Według metod takich jak dyfrakcja elektronów niższe kwasy istnieją w postaci dimerów nawet w parze ze względu na obecność wiązań wodorowych. Międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe kwasu mrówkowego wynosi 30 KJ/mol, podczas gdy międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe etanolu wynosi 25 KJ/mol.

Temperatura topnienia liniowego nasyconego kwasu monokarboksylowego zmienia się zygzakiem wraz ze wzrostem liczby atomów C w cząsteczce, a temperatura topnienia parzystego kwasu atomowego C jest wyższa niż dwóch sąsiednich nieparzystych kwasów atomowych C, co jest spowodowane na fakt, że w łańcuchu zawierającym parzyste atomy C grupa metylowa i grupa karboksylowa na końcu łańcucha są rozdzielone po obu stronach łańcucha, podczas gdy w nieparzystym łańcuchu atomowym C znajduje się ona po tej samej stronie łańcucha C, ta pierwsza ma wyższą symetrię, co może sprawić, że sieć krystaliczna kwasu karboksylowego będzie ściślej ułożona, a także mają większą atrakcyjność i wyższą temperaturę topnienia.

Grupa karboksylowa jest grupą hydrofilową i może tworzyć wiązania wodorowe z wodą, więc niższe kwasy karboksylowe mogą mieszać się z wodą w dowolnym stosunku; Wraz ze wzrostem względnej masy cząsteczkowej grupa hydrofobowa (grupa węglowodorowa) staje się większa, a rozpuszczalność w wodzie maleje.

Badania rentgenowskie długołańcuchowych kwasów tłuszczowych wykazały, że łańcuchy C w tych cząsteczkach ułożone są w sposób zygzakowaty, a dwie międzycząsteczkowe grupy karboksylowe są powiązane wiązaniami wodorowymi, a związane z nimi bicząsteczki są ułożone regularnie warstwa po warstwie, oraz pośrodku każdej warstwy znajduje się grupa karboksylowa, która jest ze sobą powiązana, a przyciąganie grawitacyjne jest bardzo silne, a warstwy przylegają do siebie słabymi alchemiami grawitacyjnymi, które łatwo się przesuwają między sobą, co jest również powodem, dla którego wyższe kwasy tłuszczowe mają właściwości smarne.