Que sont les acides carboxyliques?
Les acides carboxyliques sont un grand groupe de composés chimiques qui ont tous une certaine structure en commun et sont composés des trois éléments les plus importants de la Terre: le carbone, l'oxygène et l'hydrogène. Ces divers composés constituent les acides organiques les plus abondants et naturels. L'acidité légèrement piquante des agrumes, tels que les citrons, provient d'un exemple appelé acide citrique. La plupart des composés sont relativement simples sur le plan chimique et, en tant qu'acide, assez faibles. Les acides carboxyliques ont par eux-mêmes des utilisations vitales, mais plus important encore, ils sont assez faciles à séparer et à se recombiner avec d'autres composés chimiques pour créer des substances plus complexes.
Les acides ont toujours une sous-structure chimique constituée d'un atome de carbone, d'un atome d'hydrogène et de deux atomes d'oxygène appelés groupes carboxyle. Une grande variété de molécules organiques sont également liées à l’atome de carbone, certaines très complexes. Il peut également y avoir plus d'un groupe carboxyle. Les acides dicarboxyliques en ont deux, tandis que les acides tricarboxyliques en ont trois, et certains acides peuvent avoir jusqu'à 20 groupes carboxyle.
L'une des caractéristiques des acides carboxyliques qui les rendent si utiles à la vie organique est qu'ils se dissolvent facilement en molécules individuelles dans des solvants, y compris l'eau. Même les plus complexes et les plus obstinés d'entre eux sont généralement solubles dans une solution alcoolique. L'acide citrique tricarboxylique est un ingrédient commun des boissons à base de soda et des autres produits alimentaires transformés.
Un autre additif alimentaire commun est l'acide acétique dans le vinaigre. Il est également utilisé dans le commerce pour arrêter les réactions chimiques lors du traitement de films photographiques. Cependant, près de la moitié de la production mondiale d’acide acétique est transformée chimiquement en acétate de vinyle, l’un des ingrédients essentiels des colles et des peintures. De la même manière que d’autres composés tels que l’acide acrylique, l’acétate de vinyle peut être transformé par voie chimique en plastique.
Cette polyvalence des acides carboxyliques vient de la facilité à rompre leurs liaisons chimiques. Une démonstration de ceci est un modèle de volcan pour enfant contenant une bouteille de vinaigre. Lorsqu'on ajoute une cuillère à thé de bicarbonate de soude ou de bicarbonate de sodium, la bouteille bouillonne violemment dans une mousse d'eau, de dioxyde de carbone et d'acétate de sodium. Les humains et la plupart des autres animaux tirent la majeure partie de leur énergie de la nourriture digérée grâce à une série de réactions chimiques appelée «cycle de l'acide citrique».
Les acides aminés font également partie des acides carboxyliques les plus importants de la nature. On les surnomme «les éléments constitutifs des protéines». Les protéines, à leur tour, créent une diversité presque infinie de tissus organiques, allant des cheveux à la peau en passant par le cœur et l'écorce des arbres. Les scientifiques se sont inspirés de cette idée pour utiliser les acides ou les transformer chimiquement dans une vaste gamme d'applications. Les parfums, les agents de blanchiment industriels, les conservateurs alimentaires et les médicaments pharmaceutiques ne sont que quelques exemples supplémentaires.