Rozcieńczony kwas octowy czyli popularny ocet to jeden z najskuteczniejszych sposobów usuwania bakterii z powierzchni warzyw i owoców. Dowiedziono, że kwaśna kąpiel usuwa ze skórek 98% bakterii podczas gdy szorowanie w wodzie tylko 85%. Ocet spożywczy jest wodnym roztworem kwasu octowego o stężeniu 6 lub 10 procent. Na pewno masz go w kuchni więc bez problemu możesz stwierdzić że jest on bezbarwną, dobrze rozpuszczalną w wodzie cieczą o charakterystycznym ostrym zapachu. Przyjrzyjmy się innym właściwościom tego kwasu. Papierek uniwersalny, zanurzony w roztworze kwasu octowego, barwi się na czerwono tak, jak w innych kwasach. To znaczy, że w środowisku wodnym kwas ten dysocjuje z odłączeniem jonu wodorowego. W kwasie octowym tylko jeden z czterech wodorów obecnych w cząsteczce nadaje mu właściwości kwasowe. Czy umiesz powiedzieć, który? Brawo! To ten w grupie karboksylowej COOH. Jako jedyny łączy się on z tlenem a nie z węglem, jak pozostałe. Zapiszmy równanie dysocjacji tego kwasu. CH3 COOH dysocjuje pod wpływem wody na CH3COO minus i H plus, czyli anion octanowy i kation wodoru. Inne, znane ci kwasy karboksylowe dysocjują analogicznie, odczepiając kation wodoru od grupy karboksylowej. Skoro kwasy karboksylowe dysocjują podobnie, jak kwasy nieorganiczne takie, jak chociażby kwas solny możemy przypuszczać że ulegają też analogicznie innym reakcjom charakterystycznym dla kwasów. I faktycznie, podobnie jak z kwasów nieorganicznych, mogą z nich powstawać sole. Przypomnijmy sobie, jakie reakcje kwasów prowadziły do otrzymania soli na przykładzie NaCl, na prostym schemacie. Była to reakcja zobojętniania czyli reakcja kwasu z zasadą reakcja kwasu z tlenkiem metalu czyli tlenkiem zasadowym lub z samym metalem. Otrzymajmy tymi trzema metodami octan sodu inaczej etanian sodu, czyli sól powstałą z kwasu octowego, inaczej zwanego etanowym. Zacznijmy od napisania poprawnie wzoru octanu sodu. Od kwasu octowego odrywamy wodór z grupy karboksylowej. W to miejsce wstawiamy kation sodu. Sód, tak jak wodór, jest jednowartościowy nie wprowadza więc żadnego dodatkowego zamieszania we wzorze. By otrzymać tę sól, musimy wziąć kwas octowy aby dostarczyć grupę CH3COO. Potrzebny nam będzie też sód który możemy dostarczyć na trzy wcześniej wymienione sposoby: jako zasadę sodową, czyli NaOH tlenek sodu Na2O lub metaliczny sód. Teraz zapiszmy te reakcje. Pierwszą z nich będzie reakcja kwasu z wodorotlenkiem sodu czyli CH3COOH plus NaOH powstaje CH3COONa oraz cząsteczka wody która powstaje z oderwanego od kwasu wodoru i oderwanej od wodorotlenku grupy OH. Sprawdźmy jeszcze, czy zgadzają nam się obie strony równania. W chemii organicznej często uzgadnia się całe grupy atomów. I tak, w kwasie mamy ugrupowanie CH3COO które w całości i bez zmian przechodzi do soli. W soli mamy jeszcze jeden atom sodu po lewej stronie również jest jeden atom sodu. W wodzie mamy dwa atomy wodoru które pochodzą z kwasu i z wodorotlenku i jeden atom tlenu pochodzący z wodorotlenku. Kolejną reakcją jest reakcja kwasu z tlenkiem metalu, inaczej zwanym tlenkiem zasadowym. Czyli CH3COOH plus Na2O powstaje sól plus woda, która powstała z kationu z kwasu i tlenu z tlenku. Od razu widać, że nie zgadza nam się tutaj liczba atomów. Bierzemy się za uzgadnianie. Cala grupa CH3COO z kwasu przechodzi do soli tak, jak wyżej. W soli mamy jeszcze jeden atom sodu a w tlenku dwa, musimy więc zapisać dwójkę przed cząsteczką soli. To spowodowało, że musimy dopisać dwójkę także przed cząsteczką kwasu. Zostaje nam do uzgodnienia jeszcze woda. Mamy tutaj dwa atomy wodoru, podobnie jak tu i jeden atom tlenu, podobnie jak po lewej stronie. Wszystko się zgadza. Zostaje nam trzecia reakcja czyli reakcja kwasu z metalicznym sodem. CH3COOH plus Na powstaje nam CH3COONa. W tym przypadku nie powstanie cząsteczka wody, ponieważ jedyne co nam się oderwało, to kation wodoru. Powstanie nam wodór w postaci cząsteczki dwuatomowej który wydzieli się w formie pęcherzyków gazu. Cząsteczkowy wodór zawiera 2 atomy wodoru natomiast z kwasu oddzielił nam się tylko 1 wodór. Musimy więc dopisać dwójkę przed cząsteczką kwasu, a przez to także dwójkę przed cząsteczką soli, co podwoi nam także liczbę atomów sodu, więc dwójkę zapisujemy również przed metalicznym sodem. Teraz wszystko się zgadza. W podobny sposób otrzymajmy jeszcze drugą sól: mrówczan magnezu, zwany także metanianem magnezu. Zapiszmy na początek jego wzór. Zapisujemy grupę pochodzącą od kwasu: HCOO a w miejsce ostatniego wodoru wpisujemy magnez. Tu powstaje jednak mały problem. Magnez jest dwuwartościowy a grupa powstała po oderwaniu jednego atomu wodoru - jedno-. Musimy więc spisać wartościowości na krzyż. Jedynki za magnezem nie piszemy musimy natomiast spisać dwójkę, ponieważ będzie ona dotyczyła całej grupy atomów musimy wziąć je w nawias. Otrzymujemy wzór: HCOO 2 razy wzięte, Mg. Podobnie jak w poprzednim przykładzie zapisujemy substraty naszych reakcji. Po lewej wzór kwasu: HCOOH który dostarczy nam grupę HCOO po prawej wodorotlenek magnezu tlenek magnezu i metaliczny magnez. Zapisujemy reakcję kwasu z wodorotlenkiem magnezu. HCOOH plus Mg OH dwa razy wzięte powstaje HCOO dwa razy wzięte, Mg, plus H2O. Po lewej stronie, w kwasie, mamy grupę HCOO po prawej stronie 2 takie grupy. Musimy więc zapisać dwójkę przed cząsteczką kwasu. Po lewej stronie mamy jeden atom magnezu podobnie jak po prawej. Sól mamy już uzgodnioną zostaje tam do uzgodnienia woda. Po lewej oderwały się dwa atomy wodoru od kwasu i dwa atomy wodoru od wodorotlenku. Mamy więc cztery oderwane atomy wodoru. W wodzie mamy tylko 2 atomy wodoru musimy więc dopisać dwójkę przed cząsteczką wody. W wodzie mamy więc dwa atomy tlenu, które pochodzą z grupy OH. Teraz zatrzymaj film i spróbuj samodzielnie napisać dwie pozostałe reakcje a potem wznów odtwarzanie i sprawdź czy wyszło ci tak, jak mnie. Sprawdzamy. Wyszło ci tak samo? Gratulacje! Oprócz poznanych już właściwości wybranych kwasów karboksylowych przyjrzyjmy się jeszcze ich palności na przykładzie kwasu octowego. Zapiszmy tę reakcję. Kwas octowy CH3COOH spala się w obecności tlenu do dwutlenku węgla i wody. Po lewej stronie mamy dwa atomy węgla musimy więc dopisać dwójkę przed cząsteczką tlenku węgla 4. Po lewej stronie, w cząsteczce kwasu mamy też 4 atomy wodoru musimy więc dopisać dwójkę także przed cząsteczką wody. Zostaje nam do uzgodnienia tlen. Zauważ, że jest on obecny w każdej cząsteczce. Aby uzgodnienie to przebiegło bezproblemowo zapiszmy liczbę atomów tlenu nad poszczególnymi uzgodnionymi już cząsteczkami. W dwóch cząsteczkach wody mamy dwa atomy tlenu w dwóch cząsteczkach ditlenku węgla - cztery w cząsteczce kwasu - dwa. Widzimy więc, że po prawej stronie mamy 6 atomów tlenu. Aby wyrównać lewą stronę, musimy dostarczyć 4 atomy tlenu w tlenie cząsteczkowym. Dopisujemy dwójkę przed cząsteczką tlenu. Kwasy karboksylowe o krótszych łańcuchach dysocjują w obecności wody z odłączeniem jonu wodorowego. Sole kwasów karboksylowych powstają w reakcjach kwasu karboksylowego z metalem tlenkiem metalu lub wodorotlenkiem metalu. W obecności tlenu kwasy karboksylowe spalają się do dwutlenku węgla i wody. Jeśli potrzebujesz informacji o innych związkach organicznych znajdziesz je na stronie pistacja.tv w zakładce "Chemia".