Alkansäuren
Sie heißen auch Carbonsäuren oder organische Säuren.
Alkansäuren leiten sich von den bereits bekannten Alkanen ab. Solche abgeleiteten Moleküle nennt man auch Abkömmlinge (Derivate).
Aufbau der Alkansäuren - funktionelle Gruppe
Alkansäuren haben eine funktionelle Gruppe - wie es sie auch bei Alkoholen und Aldehyden gibt.
Hier sieht man z.B. eine Ethansäure. Sie hat 2 C-Atome (daher Ethan) und eine besonders aufgebaute Extragruppe mit 2 Sauerstoff-Atomen (die Säuregruppe oder Carboxylgruppe).
Die Summenformel von Ethansäure ist CH3COOH. Das COOH steht als funktionelle Gruppe einzeln auch in der Summenformel, damit man sofort erkennt, dass es sich um eine Säure handelt - auch ohne Strukturformel.
Auch die Propansäure besitzt diese funktionelle Gruppe.
Ob man übrigens das OH an dieser Gruppe mit Strich zwischen O und H schreibt oder ohne, ist egal.
Die COOH-Gruppe ist das gemeinsame Merkmal aller Alkansäuren - ihre funktionelle Gruppe. Sie bestimmt die Eigenschaften dieser Stoffe.
Wo man sie findet (Vorkommen)
Die einfachste aller Alkansäuren, die Methansäure ist eine der stärksten organischen Säuren und wird von vielen Lebewesen zur Verteidigung benutzt, z.B. von Ameisen oder Brennesseln. Sie ist eher als Ameisensäure bekannt.
Die Ethansäure ist aus dem Haushalt als Essigsäure bekannt. Sie hat einen charakteristischen Geruch, den jeder kennt.
Und auch mit der Butansäure hat so ziemlich jeder schon einmal Kontakt gehabt: Sie entsteht z.B. bei der Zersetzung von Schweiß durch Bakterien und wenn Butter ranzig wird und hat einen höchst unangenehmen Geruch. Sie ist auch bekannt als Buttersäure.
Aber auch etwas komplexere Stoffe, wie die Milchsäure (sie macht Milch zu Joghurt und Weißkohl zu Sauerkraut), die Oxalsäure (kann Nierensteine verursachen), die Weinsäure (im Wein) und andere Säuren gehören zu den Alkansäuren. Sie tragen jedoch, anders als die Alkansäuren der bekannten homologen Reihe, mehr als eine funktionelle Gruppe.
Zu den Alkansäuren gehören auch die Fettsäuren, z.B. Ölsäure, Linolsäure oder Linolensäure. Ihre Bezeichnung "Fettsäuren" kommt daher, dass sie in natürlichen Fettmolekülen vorkommen.
Sie haben meist Kettenlängen zwischen 12 und 20 C-Atomen.
Bei so langen Ketten haben sich die schreibfaulen Wissenschaftler eine neue Schreibweise erdacht, bei der jede Ecke einem C-Atom entspricht. Man schreibt lange Ketten also nicht mehr aus, sondern malt nur noch Ecken hin, wie hier bei der Palmitinsäure (Hexadecansäure). Oben ist die Strukturformel, wie Du sie schon kennst und unten, die gezackte Linie, an denen man nur noch O und OH sieht, ist die Fauli-Schreibweise für echte Wissenschaftler: Jede Ecke entspricht genau einem C-Atom. Zähl sie nach, dann siehst Du es.
Wie sie sind (Eigenschaften)
Die funktionelle Gruppe mit ihren beiden Sauerstoff-Atomen darin ist polarisiert und sorgt dafür, dass mehr Energie benötigt wird, um ihren Aggregatzustand zu ändern. Das liegt an den vielen Wasserstoffbrücken, die sie mit ihren Nachbarn ausbilden. Sie haben einen höheren Schmelz- und Siedepunkt als ihre Grundmoleküle, die Alkane.
Kurzkettige Alkansäuren sind durchsichtig, reizend bis ätzend und viele von ihnen haben einen charakteristischen Geruch. Sie sind bei Raumtemperatur flüssig. Aufgrund der polaren funktionellen Gruppe sind sie gut in Wasser löslich.
Längerkettige Alkansäuren sind bei Raumtemperatur fest.
Wie bei den Alkoholen nimmt ihre Wasserlöslichkeit mit steigender Kettenlänge ab, da die unpolaren Eigenschaften der Kette die polaren Eigenschaften der funktionellen Gruppe zunehmend überlagern.
Was man mit ihnen macht (Verwendung)
Ich mache mir mit Essig Salat. Und putze meine Armaturen in Bad und Küche, damit sie kalkfrei werden.
In der Industrie werden sie vor allem Nahrungsmitteln zugesetzt, um sie zu konservieren (Milchsäure, Ameisensäure), in Backwaren oder Limonade als Geschmacksträger (Weinsäure), zum Reinigen (Ameisensäure). Auch Acetylsalicylsäure (ASS) ist eine Alkansäure und wird als Kopfschmerz- und blutverdünnendes Medikament eingesetzt.
Und was man mit den Fettsäuren alles anstellen kann....: Essen, Seife und Cremes herstellen, z.B.!
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