羧酸的性质特点
实验室k / 2019-05-13
乙酸在生物体中分布很广，它是生物体内代谢过程中的一个重要中间体。此外，在自然界中还广泛存在其他羧酸，如甲酸（又叫蚁酸）、丁酸（又叫酪酸）、己酸（又叫羊油酸）、十六酸（软脂酸）、十八酸（硬脂酸）……等。特别是高级羧酸常以甘油酯——油脂的形式聚集于果实和种籽的细胞中。如将油脂水解，就会得到很多饱和一元羧酸，故这些饱和一元羧酸又叫做脂肪酸。这为棉籽、米糠以及其他多种野生油料作物的综合利用提供了一条途径。
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恩格斯在《反杜林论》中指出：“由于元素的单纯的数量增加——而且总是按同一比例——而形成的一系列在质上不同的物体。”这种由于量变引起质变的规律在烷烃系列中是这样，在醇、醛、酮和羧酸系列中也是这样。例如：甲酸、乙酸、丙酸在室温下是有刺激气味和酸味的液体，易溶于水，而丁酸至壬酸则为难溶于水的油状液体，到了十个碳原子（癸酸）以上的直链羧酸乃是不溶于水的固体。
另外，羧酸的沸点是随着碳原子数的增加而增加，而且比同数碳原子的醇更高（见表2－2）。其主要原因也是氢键的影响，在羧酸分子中，由于极化了的羰基的存在，致使羧酸分子中的氢键比醇还要强，甚至在蒸气及烃类溶剂的稀溶液中，也还有某些二聚体存在，这就是羧酸具有较高沸点和熔点的内因。
表2－2 含同数碳原子的烷、醇、酸的沸点和溶点
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甲烷 |
甲醇 |
甲酸 |
乙烷 |
乙醇 |
乙酸 |
丙烷 |
丙醇 |
丙酸 |
丁烷 |
丁醇 |
丁酸 |
| 沸点（℃） |
－161．6 |
64．7 |
110．8 |
－88．6 |
78．4 |
118．1 |
－42．2 |
97．8 |
141．1 |
－0．5 |
117 |
163．5 |
| 溶点（℃） |
－182．6 |
－93．9 |
8．6 |
－182 |
－112 |
16．67 |
－187．1 |
－127 |
－22 |
－138 |
－89．5 |
－4．7 |
在酸性方面，不同羧酸的强弱也各不相同。甲酸的酸性就比乙酸强，因为乙酸比甲酸増加了亚甲基（—CH2）后，形成的甲基（—CH3）比且具有更大的斥电子能力，甲基的这种影响不仅使甲基与羧基碳原子的σ电子云偏向于羧基碳原子，而且这种性能可以沿着单键传递下去，这种传递作用就称为透导效应。这样就使乙酸羧基中的H原子比甲酸中的H原子难以电离为质子，所以乙酸的酸性要比甲酸弱。同样，乙基的
斥电子能力更比—CH3强，所以丙酸的酸性要更弱些。但是，随着距离的增加，诱导效应在碳链中的传递也会很快削弱下去，所以到了高级脂肪酸时，其酸性差别就不大了。
相反，若在乙酸分子中引入一个吸电子的基团，如—Cl原子，组成α－氯乙酸，则同样由于诱导效应的作用，使其H原子具有更大的电离为质子的可能性，故α－氯乙酸的酸性要比
乙酸强，二氯乙酸更强，三氯乙酸的酸性几乎近于硫酸。同样，卤素对羟基的影响，也随着它们之间距离而有所不同：α－C原子上的卤素影响最大，β次之，到γ位影响就很小了。
由此可见，“一切运动都存在于吸引和排斥的相互作用中。”“只有从这个普遍的相互作用出发，我们才能了解现实的因果关系。”（《自然辩证法》）既然取代基吸引或排斥电子能力的强弱会影响酸的酸性，反过来，从各种取代酸的电离常数的测定，就可以比较各种取代基吸引或排斥电子能力的强弱，其规律如下：
事物的运动就是这样。人们对这些不同的运动形式的探计，也就是我们自然科学的主要研究对象。
以上，我们讨论的都是饱和的一元羧酸。但就羧酸而言，它还有不饱和的一元酸（例如广泛存在于植物中的油酸、桐油酸、蓖麻酸等），还有饱和及不饱和的二元酸（如草酸即乙二酸、己二酸、对苯二甲酸、丁烯二酸等），也还有芳香酸（如安息香酸即苯甲酸、水杨酸）等等。在这里，就不一一讨论了。
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