13.2: الخواص الفيزيائية للأحماض الكربوكسيلية

تظهر الأحماض الكربوكسيلية ذات الوزن الجزيئي المنخفض رائحة حادة وغير سارة. كما أنها تتمتع بنقاط غليان وانصهار أعلى من المركبات المماثلة، مثل الألدهيدات والكيتونات والكحولات.

بالإضافة إلى التفاعل ثنائي القطب-ثنائي القطب لروابط الكربونيل والهيدروكسيل القطبية، فإن الروابط الهيدروجينية القوية بين الجزيئات بين جزيئات حمض الكربوكسيل تملي العديد من الخصائص الفيزيائية.

يؤدي التفاعل القوي إلى وجود جزيئات حمض الكربوكسيل في شكل ثنائيات مستقرة، مما يزيد من وزنها الجزيئي بمقدار الضعف. ونتيجة لذلك، لديهم نقاط غليان أعلى. تحتوي ثنائيات حمض الكربوكسيل هذه على ثوابت توازن أعلى بكثير (تصل إلى 10⁶–10⁷ M⁻¹) من ثنائيات الكحول (11 M⁻¹).

ويلاحظ اتجاه مماثل مع نقاط انصهار الأحماض الكربوكسيلية. وتزداد نقطة الانصهار مع زيادة طول السلسلة الهيدروكربونية. عادة ما تكون الأحماض الكربوكسيلية المشبعة التي تحتوي على أكثر من ثمانية ذرات كربون مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، فإن الأحماض الكربوكسيلية غير المشبعة لها نقاط انصهار أقل. على سبيل المثال، حمض الستياريك (C₁₈H₃₆O₂)، وهو حمض كربوكسيلي مشبع، يذوب عند 70 °C، في حين أن حمض اللينوليك (C₁₈H₃₂O₂)، الذي يحمل رابطتين cis مزدوجتين، يذوب عند −5 °C.

من حيث الذوبانية، فإن الأحماض الكربوكسيلية ذات الوزن الجزيئي المنخفض قابلة للذوبان في الماء، وذلك بسبب تفاعل الروابط الهيدروجينية مع جزيئات الماء. في المقابل، فإن الأحماض الكربوكسيلية ذات الوزن الجزيئي الأعلى تكون أكثر قابلية للذوبان في الكحوليات بسبب تفاعل فان دير فال العالي بين الجزيئات. والجدير بالذكر أن الأحماض الكربوكسيلية قابلة للذوبان بدرجة عالية في المذيبات غير القطبية مثل CCl₄. ومن المثير للاهتمام أن بعض الأحماض ثنائية الكربوكسيل قابلة للذوبان في الماء إلى حد ما بسبب تفاعلها الكبير مع الروابط الهيدروجينية.