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Sciences · Chimie

Acides carboxyliques

Un acide carboxylique est un composé organique portant le groupe carboxyle –COOH. L’acide acétique du vinaigre, l’acide citrique du citron et les acides gras des graisses appartiennent à cette famille.

Mis à jour le 4 min de lecture

L’odeur piquante du vinaigre, l’acidité du citron, le goût aigre du lait tourné et l’odeur forte du beurre rance ont la même origine chimique : un groupe carboxyle, –COOH, qui réunit sur un même carbone un groupe C=O et un groupe –OH. Cette association confère aux acides carboxyliques leur caractère acide, faible mais net, et une grande réactivité qui en fait des matières premières de la chimie des parfums, des plastiques et des médicaments.

Nommer un acide carboxylique

On prend le nom de l’alcane ayant le même nombre de carbones (carbone du –COOH compris), on remplace le « e » final par -oïque et on le fait précéder du mot « acide ». Le carbone du groupe carboxyle porte toujours le numéro 1.

FormuleNom systématiqueNom courantOù le trouve-t-on ?
HCOOHacide méthanoïqueacide formiquevenin des fourmis, orties
CH₃COOHacide éthanoïqueacide acétiquevinaigre (5 à 8 %)
CH₃CH₂COOHacide propanoïqueacide propioniqueconservateur (E280)
CH₃(CH₂)₂COOHacide butanoïqueacide butyriquebeurre rance, vomi
C₁₅H₃₁COOHacide hexadécanoïqueacide palmitiquehuile de palme, graisses
C₁₇H₃₅COOHacide octadécanoïqueacide stéariquegraisses, bougies

Le nom « formique » vient du latin formica, fourmi : l’acide a été isolé au XVIIᵉ siècle en distillant des fourmis.

Pourquoi sont-ils acides ?

Le groupe carboxyle peut céder un ion H⁺ à l’eau :

R–COOH + H₂O ⇌ R–COO⁻ + H₃O⁺

L’ion formé, appelé ion carboxylate, est stabilisé parce que sa charge négative se répartit sur les deux atomes d’oxygène. Ce sont pourtant des acides faibles : dans le vinaigre, seule une petite fraction des molécules est dissociée. Le pKa de l’acide acétique vaut 4,76. Voir acides, bases et pH.

Avec une base, ils donnent des sels, les carboxylates : acétate de sodium, citrate de sodium, stéarate de sodium (un savon).

Propriétés physiques

  • Liaisons hydrogène fortes : les acides carboxyliques bouillent plus haut que les alcools de même masse (acide acétique : 118 °C ; propan-1-ol : 97 °C), car leurs molécules s’associent deux à deux en dimères.
  • Solubilité : miscibles à l’eau jusqu’à quatre carbones, puis de moins en moins solubles ; les acides gras à longue chaîne sont insolubles.
  • Odeur : les acides à chaîne courte ont des odeurs fortes, souvent désagréables (acide butyrique, acide caproïque des chèvres).

Les grandes réactions

RéactionAvecProduitExemple d’application
Neutralisationune basecarboxylate + eausavons, conservateurs
Estérificationun alcoolester + eauarômes, solvants, polyester
Formation d’amideune amineamide + eaunylon, liaison peptidique des protéines
Avec un carbonatebicarbonate, calcairecarboxylate + CO₂ + eaudétartrage au vinaigre, levée des gâteaux
Réductionréducteur puissantalcool primairesynthèse organique

Le vinaigre dissout le calcaire des bouilloires selon : CaCO₃ + 2 CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂.

D’où viennent-ils ?

  • Oxydation des alcools primaires : le vin devient vinaigre quand des bactéries (genre Acetobacter) oxydent l’éthanol en acide acétique au contact de l’air (voir les alcools).
  • Fermentations : l’acide lactique se forme dans les yaourts, la choucroute et les muscles en effort intense.
  • Hydrolyse des graisses : les triglycérides libèrent des acides gras (voir les lipides).
  • Synthèse industrielle : l’acide acétique est surtout produit par carbonylation du méthanol.

Les acides carboxyliques de la vie courante

AcideFormule ou particularitéRôle
Acide citriquetrois groupes –COOHacidulant (E330), détartrant, cycle de Krebs
Acide lactiqueporte aussi un –OHyaourt, muscles, plastique biodégradable PLA
Acide maliquedeux –COOHpomme
Acide tartriquedeux –COOH, deux –OHraisin, tartre du vin
Acide benzoïquecycle aromatiqueconservateur (E210)
Acide acétylsalicyliqueester et acideaspirine
Acides graslongue chaîneconstituants des huiles et graisses
Acides aminés–COOH et –NH₂briques des protéines, voir les acides aminés

Questions fréquentes

Le vinaigre est-il un acide fort ?

Non. L’acide acétique est un acide faible, et le vinaigre en contient seulement 5 à 8 %. Son pH se situe vers 2,5 à 3. Le vinaigre concentré à usage ménager (14 % ou plus) est en revanche irritant pour la peau et les yeux.

Quelle différence entre acide carboxylique et acide gras ?

Un acide gras est un acide carboxylique à longue chaîne carbonée, en général de 4 à plus de 20 carbones. Tous les acides gras sont des acides carboxyliques, l’inverse n’est pas vrai.

Pourquoi la vitamine C n’est-elle pas un acide carboxylique ?

L’acide ascorbique ne possède pas de groupe –COOH : son acidité vient d’un groupe –OH placé sur une double liaison, dans un cycle. Il est pourtant appelé « acide » à juste titre, car il libère des ions H⁺.

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