Was haben Ameisen und Zitronen (Abb. 1.1, 1.2) gemeinsam? Sie enthalten Carbonsäuren. Das sind organische Säuren, die dir in vielen Lebensbereichen begegnen. Einige von ihnen kennst du mit ihren Trivialnamen: von A wie Ameisensäure über Buttersäure, Essigsäure, Milchsäure, Ölsäure bis Z wie Zitronensäure (im Folgenden wird die Schreibweise Citronensäure verwendet). Die Säuren sind also in diesen Substanzen enthalten.
Die Säure-Moleküle bestehen aus der funktionellen Gruppe, der Carboxy-Gruppe und einem organischen Rest. Manche dieser Säuren enthalten auch zwei oder mehr dieser funktionellen Gruppen. Durch die Anzahl der Carboxy-Gruppen und die Beschaffenheit des organischen Restes wird die große Gruppe der Carbonsäuren weiter unterteilt.
Nomenklatur
Die systematische Bezeichnung der Carbonsäuren hängt von ihrem organischen Rest ab (Abb. 2). Am einfachsten ist das bei den Alkansäuren. An den Namen des entsprechenden Alkans wird die Endung -säure angehängt. Die Alkansäure mit zwei Kohlenstoff-Atomen heißt also mit systematischem Namen Ethansäure. Die Alkansäure mit fünf Kohlenstoff-Atomen hat den Namen Pentansäure, die Alkansäure mit acht Kohlenstoff-Atomen ist die Octansäure. Für einige Alkansäuren wirst du aber meistens folgende Trivialnamen finden:
Systematischer Name | Formel | Trivialname |
---|---|---|
Methansäure | \(\ce{HCOOH}\) | Ameisensäure |
Ethansäure | \(\ce{CH_3COOH}\) | Essigsäure |
Propansäure | \(\ce{CH_3CH_2COOH}\) | Propionsäure |
Butansäure | \(\ce{CH_3CH_2CH_2COOH}\) | Buttersäure |
Carbonsäuren mit bestimmten Resten
Die gleiche Regel gilt natürlich auch für die Alkensäuren: Acrylsäure hat die systematische Bezeichnung Propensäure. Bei Säuren, wie der Milchsäure oder 2-Hydroxypropansäure, müssen auch die anderen funktionellen Gruppen mit berücksichtigt werden. Die funktionellen Gruppen kannst du auch Reste nennen. Die Formeln dieser Säuren findest du in der folgenden Tabelle (Abb. 3). Genauere Angaben zu den Eigenschaften und der Verwendung der Carbonsäuren findest du in den Artikeln zu den einzelnen Stoffen.
Organischer Rest | Gruppe der Carbonsäuren | Strukturformel |
---|---|---|
Alkan-Rest | Essigsäure (Ethansäure) | Abb. 3.1 |
Alken-Rest | Acrylsäure (2-Propensäure) | Abb. 3.2 |
Hydroxycarbonsäuren | Milchsäure (2-Hydroxypropansäure) | Abb. 3.3 |
Dicarbonsäuren | Oxalsäure (Ethandisäure) | Abb. 3.4 |
Fettsäure | Stearinsäure | Abb. 3.5 |
Aromatische Säuren | Benzoesäure | Abb. 3.6 |
Aminosäuren | Glycin | Abb. 3.7 |
Carbonsäuren und ihre Salze
Carbonsäuren reagieren mit Basen zu ihren Salzen und Wasser. Den Teil des Salzes, der einen Carbonsäure-Rest bildet, kannst du genau benennen. Die Namen der Salze der Carbonsäuren werden auch systematisch gebildet, indem die Endung -at angehängt wird (Abb. 4). Diese Begriffe werden aber nicht oft verwendet. Häufiger findest du auch für die Salze Trivialnamen. Die systematischen Namen leiten sich von den lateinischen Bezeichnungen der Säuren ab. Hier findest du einige Beispiele:
Trivialname der Säure | Lateinische Bezeichnung | Name des Salzes |
---|---|---|
Ameisensäure | Acidum formicum | Formiat |
Essigsäure | Acidum aceticum | Acetat |
Milchsäure | Acidum lacticum | Lactat |
Zusammenfassung
Die Carbonsäuren stellen eine wichtige Stoffgruppe im Bereich der organischen Chemie dar. Sie werden durch die Carboxy-Gruppe charakterisiert. Viele dieser Säuren spielen auch in unserem Alltag eine große Rolle.