Carbonsäuren

• Du kennst Carbonsäuren aus vielen Lebensbereichen.
• Das Kennzeichen der Carbonsäuren ist die funktionelle Gruppe, die Carboxy-Gruppe.
• Einige Carbonsäuren sind auch unter ihren Trivialnamen bekannt.

• Carbonsäuren enthalten mindestens eine Carboxy-Gruppe.
• Wegen der Carboxy-Gruppe \(\ce{-COOH}\) reagieren die Carbonsäuren als Brönsted-Säuren.
• Das Carboxylat-Ion  \(\ce{ -COO^- }\) ist energetisch besonders günstig.

• Carbonsäuren können Protonen (Wasserstoff-Ionen) abgeben, weil das dabei entstehende Carboxylat-Ion stabilisiert ist.
• Je leichter eine Carbonsäure Protonen abgeben kann, desto stärker ist die Säure.
• Je stärker eine Säure ist, desto niedriger ist der pKs-Wert.

• Essigsäure ist eine einprotonige Carbonsäure mit einem Alkan-Rest.
• Die Summenformel von Essigsäure ist \(\ce{C_2H_4O_2}\) und die Halbsummenformel ist \(\ce{CH_3COOH}\).
• Ein anderer Name für Essigsäure ist Ethansäure, im Alltag bezeichnen wir verdünnte Essigsäure-Lösungen kurz als „Essig“.
• Essigsäure wird vielseitig eingesetzt, z.B. als Lebensmittel oder Lebensmittelzusatzstoff, zum Entkalken oder in der chemischen Industrie zur Herstellung von Polymeren.
• Bereits vor 5000 Jahren wurde Essig von uns Menschen hergestellt. Die Essigherstellung ist daher eines der ältesten Lebensmittelherstellungsverfahren.

• Essigsäure ist eine einprotonige Carbonsäure mit einem Alkan-Rest.
• Die Summenformel von Essigsäure ist \(\ce{C_2H_4O_2}\) und die Halbsummenformel ist \(\ce{CH_3COOH}\).
• Essigsäure ist eine mittelstarke Säure mit einem charakteristischen Essig-Geruch.
• Typische Reaktionen der Essigsäure sind Salzbildungsreaktionen, u.a. das Lösen von Kalk (Verdrängungsreaktion) und Veresterungen.

• Ameisensäure ist eine einfache Carbonsäure.
• Ein anderer Name für Ameisensäure ist Methansäure.
• Die Summenformel von Ameisensäure ist \(\ce{CH_2O_2}\) und die Halbsummenformel ist \(\ce{HCOOH}\).
• Ameisensäure ist die einfachste Carbonsäure sowie die Alkansäure mit der kürzest möglichen Kette.
• Ameisensäure wird von vielen Tieren zur Verteidigung genutzt.

• Milchsäure ist eine Hydroxycarbonsäure mit der Summenformel \(\ce{C_3H_6O_3}\) .
• Ihr chemischer Name lautet 2-Hydroxypropansäure.
• Sie bildet zwei Stereoisomere, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten.
• Wir begegnen Milchsäuren in vielen Lebensbereichen.

•     Buttersäure ist eine einfache Carbonsäure.
•     Ein anderer Name für Buttersäure ist Butansäure.
•     Die Summenformel von Buttersäure ist \(\ce{C_4H_8O_2}\).
•     Buttersäure ist eine Säure mit einem Alkanrest und die einfachste Fettsäure.

• Weinsäure ist beispielsweise in der Weinpflanze und folglich auch im Wein enthalten.
• Es gibt drei Isomere des Weinsäure-Moleküls.
• Weinsäure kann aus Weinstein hergestellt werden.

• Citronensäure ist nicht gleich Zitronensaft.
• Citronensäure ist eine Hydroxy-Carbonsäure mit drei gebundenen Carboxyl-Gruppen.
• Citronensäure wird mithilfe von Fermentation und einem Schimmelpilz hergestellt.

• Benzoesäure ist eine aromatische Carbonsäure.
• Die Summenformel von Benzoesäure ist \(\ce{C_7H_6O_2}\)
• Benzoesäure wird u.a. in der Parfümindustrie und als Konservierungsstoff  eingesetzt.

• Es gibt verschiedene stereoisomere Formen der Ascorbinsäure.
• Ein anderer Name für L-Ascorbinsäure ist Vitamin C.
• Die Summenformel von Ascorbinsäure ist \(\ce{C_6H_8O_6}\).
• Die Ascorbinsäure ist keine klassische Carbonsäure, sondern eine vinyloge Carbonsäure.

Carbonsäuren können, genau wie die anorganischen Säuren, auf unterschiedlichen Wegen Salze bilden:

• durch Neutralisationsreaktionen mit alkalischen Lösungen,
• durch die Reaktion mit unedlen Metallen und Metalloxiden,
• durch sogenannte Verdrängungsreaktionen mit anderen Salzen schwächerer Säuren.

• Carbonsäuren reagieren mit Alkohlen zu Estern.
• Bei der Reaktion wird ein Wasser-Molekül abgespalten.
• Die funktionelle Gruppe der Stoffklasse nennst du Ester-Gruppe, diese hat die Formel \(\ce {-COOR}\).
• Verschiedene Kombinationen von Carbonsäuren und Alkoholen erzeugen verschiedene Ester mit unterschiedlichen Gerüchen.