二元酸

在水溶液中能进行电离,而产生两个水合氢离子H3O+的酸类

二元酸是指在 水溶液 中能进行 电离 ,而产生两个 水合氢离子 H 3 O+的酸类,例如 硫酸 H 2 SO 4 等。 二元酸在有机化学中主要指含有二个 羧基 —COOH的 羧酸 。 此外,所有的二元酸都是结晶化合物。

二元酸可分 无机化合物 二元酸、有机二元酸,其中 无机化合物 二元酸包括 含氧酸 和 氢酸 、硫酸、 硫化氢 等;有机二元酸包括 草酸 等。 在合成 丙烯酸甲酯 中,常用的二元酸有邻苯二甲酸酐(即 邻苯二甲酸酐 )、 间苯二甲酸 等原料。

长链二元酸 作为基础原料可生产许多高附加值的高新技术产品,包括高级 尼龙 热熔胶 、高级 尼龙工程塑料 、高级香料等。 此外,截至2022年2月24日,国内外对发酵法生产二元酸的研究已有40多年的历史,有不同的 技术路线 和方法,但只有中国、 日本 、 美国 和 德国 开展长链二元酸发酵的产业化。

判定

无机化合物 无氧二元酸的判定

氢离子 ( )的个数为2。如 硫化氢 ( 溶液)、氢碲[dì]酸( 溶液)等都是。

无机含氧二元酸的判定

一般可直接看酸 分子结构 中羟基个数,光看氢原子的个数是不准确的,如H₃PO₃是二元酸而不是 三元酸 (另外1个氢原子并不在羟基上)。不过准确地说,必须是能在水中 电离 的羟基才算,比如 碲酸 虽然有6个羟基,但实际上是二元酸而不是六元酸,原因是第3级电离 常数 小于水,故碲酸最多只能有2个羟基在水中电离。

有机二元酸的判定

对于有机 羧酸 ,直接看 羧基 ( )的个数即可,分子中有几个羧基,就是几元羧酸。如 草酸 、 谷氨酸 、 天门冬氨酸 等都含有2个羧基,因此都是 二元羧酸 。

如果 有机化合物 含有 羟基 ,还需看羟基 个数(但与 无机化合物 含氧酸 一样,必须是能在水中电离的羟基才算)。其实羧基也含有羟基,且能 电离 ,因此这一点同样适用于羧酸。这里要特别注意,如果连接羟基的C(碳) 原子 另外3个 共价键 全部以 单键 形式连接在其它原子上时,这个羟基称为醇羟基,是不能电离的。比如: phenolphthalein 的2个羟基由于连在 苯环 上(苯环的C原子互相之间并不是单键)因此都可以电离,所以酚酞是二元酸;而 乙二醇 的2个羟基都是醇羟基(连接羟基的C原子另外三个共价键都是单键),因此乙二醇不属于二元酸(它并不属于酸类)。 乙醇酸 (HOCH₂COOH)的2个 羟基 只有1个能 电离 ( 羧基 的一部分),另一个是不能电离的醇羟基,因此它是 一元酸 而不是二元酸。

举例

硫酸

硫酸是一种 强酸 。易溶于水,能以任意比与水 混溶 。质量分数 以上的 浓硫酸 ,pH值约为负2,酸性很强,同时还具有强氧化性、 吸水性 和脱水性。硫酸是基本 化学工业 中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料,而且还广泛地应用于其他的 国民经济 部门。

硫酸的电离分两步,每一步电离出一个 氢离子 。其中,第一步电离是完全电离(强酸电离),第二步则是不完全的( 弱酸 电离)。

硒酸

酸是一种强酸,酸性基本和 硫酸 相当。浓硒酸也有脱水性和吸水性但弱于 硫酸 ,氧化性略强于 硝酸 ,远强于硫酸。

偏硅酸

有软化血管的作用,对心脏病、 高血压 有一定疗效。

氢硫酸

二元 氢酸 ,是 硫化氢 气体的 水溶液 ,易挥发,其酸性比 碳酸 稍弱,除具有酸性以外,还具有强还原性,不能在空气中长期保存,否则会生成硫和水而出现黄白色浑浊物。氢硫酸主要用于制取各种 无机化合物 硫化物 ,或者合成 小分子 的含硫 有机化合物 。

乙二酸

俗名 草酸 , 分子式 , 结构式 , 分子结构 为两个 羧基 直接相连。它在 有机酸 当中酸性算比较强的,可用来去除铁锈。草酸易与含钙物质形成不溶于水的 草酸钙 ,而草酸钙是最常见的 肾结石 。

碳酸

分子式 ,结构式 ,也有2个羧基(共用一个 一水碳酸钠 双键 ),因此它具备 二元羧酸 的一些性质,被戏称为甲 二酸 。但由于它不稳定,且在水中不能大量存在(溶于水中的 二氧化碳 只有一小部分可以转变为 碳酸 ),因此它的酸性比一般的二元羧酸要弱了不少。

谷氨酸

本名是L-2- 氨基 戊二酸 ,是一种非 必需氨基酸 。它被广泛用于 食品添加剂 ,它的 钠盐 ( 谷氨酸钠 )是味精的主要成分。

虽然从名字上看,只要同时有氨基(属于碱性 基团 )和 羧基 (属于酸性基团)的物质就属于氨基酸,但是, 生物学 上研究的氨基酸都满足 这样的结构,因为只有符合这样结构的氨基酸才能组成 蛋白质 。根据这一点,像谷氨酸这样含有两个羧基的氨基酸,另一个羧基必定是在R基上。

参考资料

  1. 二元酸 北京西林布克网络科技有限公司 2024-03-09
  2. 【科普】酸 揭阳大南海石化工业区管理委员会 2024-03-09
  3. 二元酸 中国大百科全书 2024-03-09
  4. “垄断”中国95%的长链二元酸,凯赛生物何以成为全球合成生物学龙头?| 巨头解码 上海台伦信息科技有限责任公司 2024-03-09
  5. 第十二章 羧酸及其衍生物 中国科学技术大学 2024-03-09
  6. 醇酸树脂的类型及其应用 橡塑助剂网 2024-03-09
  7. 干货 | 醇酸树脂的生产 方鑫树脂 2024-03-09
  8. 2023年中国醇酸树脂行业市场全景分析:行业趋向环保、高性能方向发展,新材料技术领域市场前景巨大[图] 智研咨询 2024-03-09
  9. 有机酸与微生物工业 中国科学院微生物研究所 2024-03-09
  10. 2024-03-09