Les acides carboxyliques sont un grand groupe de composés chimiques qui ont tous une certaine structure en commun, composés des trois éléments les plus importants sur terre : le carbone, l’oxygène et l’hydrogène. Ces divers composés constituent les acides organiques naturels les plus abondants. L’acidité légèrement piquante des agrumes, comme les citrons, provient d’un exemple appelé acide citrique. La plupart des composés sont relativement simples chimiquement et, en tant qu’acide, assez faibles. Les acides carboxyliques en eux-mêmes ont des utilisations vitales, mais plus important encore, ils sont assez faciles à séparer et à recombiner avec d’autres composés chimiques pour créer des substances plus complexes.
Les acides ont toujours une sous-structure chimique composée d’un atome de carbone et d’un atome d’hydrogène et de deux atomes d’oxygène appelés groupe carboxyle. L’atome de carbone est également lié à une grande variété de molécules organiques, certaines assez complexes. Il peut également y avoir plus d’un groupe carboxyle. Les acides dicarboxyliques en ont deux alors qu’un acide tricarboxylique en a 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 tenaces d’entre eux sont généralement solubles dans une solution d’alcool. L’acide citrique tricarboxylique est un ingrédient courant dans les boissons gazeuses et dans d’autres aliments transformés.
Un autre additif alimentaire courant est l’acide acétique contenu dans le vinaigre. Il est également utilisé commercialement pour arrêter les réactions chimiques lors du traitement des films photographiques. Cependant, près de la moitié de l’approvisionnement mondial en acide acétique est chimiquement transformé en acétate de vinyle, l’un des ingrédients essentiels des colles et des peintures. De même que d’autres composés tels que l’acide acrylique, l’acétate de vinyle peut être transformé chimiquement en plastique.
Cette polyvalence des acides carboxyliques vient de la facilité de rupture de leurs liaisons chimiques. Une démonstration de ceci est un modèle de volcan d’enfant contenant une bouteille de vinaigre. Lorsqu’une cuillère à café de bicarbonate de soude ou de bicarbonate de sodium est ajoutée, 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 majorité de leur énergie des aliments digérés par le biais d’une série de réactions chimiques appelées cycle de l’acide citrique.
Les acides aminés sont également parmi les acides carboxyliques les plus importants de la nature. Ils sont surnommés les éléments constitutifs des protéines. Les protéines, à leur tour, créent la diversité presque infinie des tissus organiques, des cheveux, de la peau, du cœur à l’écorce des arbres. Les scientifiques se sont inspirés de ce signal pour utiliser les acides dans une grande variété d’applications ou les dissimuler chimiquement. Les parfums, les agents de blanchiment industriels, les conservateurs alimentaires et les médicaments pharmaceutiques ne sont que quelques exemples supplémentaires.