Cosa sono gli acidi carbossilici?
Gli acidi carbossilici sono un grande gruppo di composti chimici che hanno tutti una certa struttura in comune, composto dai tre elementi più importanti sulla terra: carbonio, ossigeno e idrogeno. Questi vari composti costituiscono gli acidi organici naturali più abbondanti. L'acidità leggermente pungente degli agrumi, come i limoni, proviene da un esempio chiamato acido citrico. La maggior parte dei composti è relativamente semplice chimicamente e, come acido, abbastanza debole. Gli acidi carbossilici da soli hanno usi vitali, ma soprattutto sono abbastanza facili da spezzare e ricombinare con altri composti chimici per creare sostanze più complesse.
Gli acidi hanno sempre una sottostruttura chimica costituita da un atomo di carbonio e un atomo di idrogeno e due atomi di ossigeno chiamati un gruppo carbossilico. Anche all'atomo di carbonio è attaccata una grande varietà di molecole organiche, alcune piuttosto complesse. Può esserci anche più di un gruppo carbossilico. Gli acidi dicarbossilici ne hanno due mentre un acido tricarbossilico ne ha tre e alcuni acidi possono avere fino a 20 gruppi carbossilici.
Una delle caratteristiche degli acidi carbossilici che li rendono così utili alla vita organica è che si dissolvono rapidamente in singole molecole in solventi, compresa l'acqua. Anche i più complessi e testardi di solito sono solubili in una soluzione alcolica. L'acido citrico tricarbossilico è un ingrediente comune nelle bevande a base di bibite gassate e in altri alimenti trasformati.
Un altro additivo alimentare comune è l'acido acetico nell'aceto. Viene anche utilizzato commercialmente per arrestare le reazioni chimiche durante l'elaborazione della pellicola fotografica. Quasi la metà della fornitura mondiale di acido acetico, tuttavia, viene convertita chimicamente in acetato di vinile, uno degli ingredienti essenziali di colle e vernici. Analogamente ad altri composti come l'acido acrilico, l'acetato di vinile può essere ulteriormente trasformato chimicamente in plastica.
Questa versatilità degli acidi carbossilici deriva dalla facilità di rottura dei loro legami chimici. Una dimostrazione di ciò è il modello di vulcano di un bambino contenente una bottiglia di aceto. Quando viene aggiunto un cucchiaino di bicarbonato di sodio o bicarbonato di sodio, la bottiglia bolle violentemente in una schiuma di acqua, anidride carbonica e acetato di sodio. Gli umani e la maggior parte degli altri animali ricavano la maggior parte della loro energia dal cibo digerito attraverso una serie di reazioni chimiche chiamate "ciclo dell'acido citrico".
Gli aminoacidi sono anche tra i più importanti acidi carbossilici della natura. Sono soprannominati "i mattoni delle proteine". Le proteine, a loro volta, creano la quasi infinita diversità dei tessuti organici, dai capelli, la pelle, il cuore alla corteccia degli alberi. Gli scienziati hanno preso questo spunto, per utilizzare gli acidi o per convertirli chimicamente in una vasta gamma di applicazioni. Profumi, candeggine industriali, conservanti alimentari e droghe farmaceutiche sono solo alcuni altri esempi.