Carboxylic acid Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: hydrogen-bonded cyclic dimer explaining high boiling point, carboxylate resonance as the master explanation of acidity ranking alcohol below phenol below carboxylic acid, the substituent effect ranking with electron-withdrawing and electron-donating groups, the special dual aldehyde-acid identity of formic acid, carboxylic acid reactions as an acid including the carbonate test, and conversion to esters, acid chlorides, amides and reduction by LiAlH4.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 9 · குறு குறிப்பு (9ஈ)

🧠 மனப்படம்
🧫
கார்பாக்சிலிக் அமில அமிலத்தன்மை
Carboxylic Acid Acidity

1 காபொட்சில் தொகுதியும் அதன் உயர் கொதிநிலையும்

காபொட்சிலிக் அமிலங்கள் காபொட்சில் தொகுதியை (–COOH) தொழிற்படும் தொகுதியாகக் கொண்டவை; இது ஒரு காபனைல் தொகுதியையும் (C=O) ஒரு ஐதரொட்சில் தொகுதியையும் (–O–H) ஒரே காபன் அணுவில் ஒன்றாகக் கொண்டிருக்கின்றது. C=O மற்றும் O–H இரண்டும் வலுவாக முனைவாக்கப்பட்டிருப்பதால், காபொட்சிலிக் அமில மூலக்கூறுகள் ஒன்றோடொன்று ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன.

ஒரு மூலக்கூறின் O–H இலுள்ள ஐதரசன் அணு அடுத்த மூலக்கூறின் காபனைல் ஒட்சிசனுடன் ஐதரசன் பிணைப்பை ஏற்படுத்தும்போது, இரண்டு ஐதரசன் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட ஒரு வளைய இரட்டையம் (dimer) உருவாகின்றது. இரட்டையத்தைப் பிரிக்க அதிக சக்தி தேவைப்படுவதால், காபொட்சிலிக் அமிலங்கள் ஒத்த சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவையுடைய அற்ககோல்கள், அல்டிகைட்டுகள், கீற்றோன்கள் ஆகியவற்றை விட உயர் கொதிநிலைகளைக் காட்டுகின்றன (எ.கா. எதனொயிக் அமிலம் 118°C, ஒப்பிடத்தக்க 1-புரொப்பனோல் 97°C).

சிறிய மூலக்கூறுகளைக் கொண்ட காபொட்சிலிக் அமிலங்கள் (C₁–C₄) நீரில் நன்றாகக் கரைகின்றன — காபொட்சில் தொகுதி நீருடனும் ஐதரசன் பிணைப்பை ஏற்படுத்தக் கூடியதே இதற்குக் காரணம். காபன் அணுக்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்க அதிகரிக்க இக்கரைதிறன் படிப்படியாகக் குறைகின்றது.

2 அமில வலிமை — காபொட்சிலேற்று அயனின் பரிவு

அற்ககோல், பீனோல், காபொட்சிலிக் அமிலம் மூன்றுமே O–H பிணைப்பைக் கொண்டிருந்தும், வெவ்வேறு அளவு அமிலத்தன்மை காட்டுகின்றன. ஒரு சேர்வை புரோத்தனை இழக்கும்போது உருவாகும் அயன் எவ்வளவு உறுதியானதோ, அவ்வளவுக்கு அவ்வளவு அமிலம் வலிமையானது.

காபொட்சிலிக் அமிலம் புரோத்தனை இழக்கும்போது உருவாகும் காபொட்சிலேற்று அயனில் (RCOO⁻), எதிர் ஏற்றம் ஒரு குறிப்பிட்ட ஒட்சிசனில் மட்டும் இருப்பதில்லை — பரிவின் (resonance) மூலம் இரு சம மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய ஒட்சிசன் அணுக்களுக்கும் இடையே சமமாக ஓரிடப்பாடற்றுப் பகிரப்படுகின்றது; இரு C–O பிணைப்புகளும் சம நீளமுடையனவாகின்றன. இதனால் காபொட்சிலேற்று அயன் வலுவாக உறுதியாக்கப்படுகின்றது.

பீனொட்சைட்டு அயனிலும் பரிவு உண்டு, ஆனால் எதிர் ஏற்றம் குறைவான மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய காபன் அணுக்களுக்கும் பரவுவதால் அது குறைவாகவே உறுதியாக்கப்படுகின்றது. அற்கொட்சைட்டு அயனில் பரிவே இல்லை — எதிர் ஏற்றம் முழுவதும் ஒரே ஒட்சிசனில் குவிந்திருப்பதால் இது மிகக் குறைவாகவே உறுதியாக்கப்படுகின்றது.

அமில வலிமை: அற்ககோல் < பீனோல் < காபொட்சிலிக் அமிலம்

3 பதிலீட்டுக் கூட்டங்களின் தாக்கம்

பீனோலில் கண்ட அதே இலத்திரன்-இழுக்கும் (EWG) / இலத்திரன்-தள்ளும் (EDG) தர்க்கமே காபொட்சிலிக் அமிலங்களுக்கும் நேரடியாகப் பொருந்துகின்றது — EWG பதிலீடுகள் காபொட்சிலேற்று அயனை மேலும் நிலைப்படுத்தி அமிலத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன; EDG பதிலீடுகள் நிலைப்புத்தன்மையைக் குறைக்கின்றன. −F, −Cl போன்ற அலசன்கள் EWG ஆக அமிலத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன; F இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Cl ஐ விட அதிகமாதலால் CF₃COOH ஆனது CCl₃COOH ஐ விட அதிக அமிலத்தன்மை காட்டுகின்றது.

பென்சோயிக் அமிலத் தொடரிலும் −NO₂, −CHO (EWG) அமிலத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன; −CH₃, −C₂H₅, −NH₂ (EDG) குறைக்கின்றன. மேலும் இலத்திரனிழுவை விளைவு (inductive effect) தூரத்துடன் வேகமாக மங்குகின்றது — அலசன் காபொக்சில் தொகுதிக்கு நெருக்கமாக இருக்குமளவும் அமிலத்தன்மை அதிகமாகும் (Br-CH₂-COOH > Br-CH₂-CH₂-COOH).

4 பார்மிக் அமிலம் — ஒரு தனித்துவமான விதிவிலக்கு

மற்ற எல்லா R-COOH சேர்வைகளிலும் காபொட்சில் காபனுடன் ஒரு -R (அற்கைல்/ஏரைல்) தொகுதி இணைந்திருக்கும். ஆனால் பார்மிக் அமிலத்தில் (HCOOH) காபொட்சில் காபனுடன் நேரடியாக ஒரு H அணு மட்டுமே இணைந்துள்ளது. இதனால் பார்மிக் அமிலம் ஒரு அமிலமாகவும், அதே நேரம் ஓர் ஆல்டிஹைடு போலவும் நடந்துகொள்கின்றது — ஓர் இரட்டை அடையாளம்.

HCOOH  H⁺/KMnO₄  →  CO₂↑   (மற்ற R-COOH வினைபுரியாது; பார்மிக் அமிலம் மேலும் ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது)
Unit 9 ஐ இணைக்கும் கருத்து
பார்மிக் அமிலம் ஓர் ஆல்டிஹைடு-தன்மை கொண்ட காபொக்சிலிக் அமிலம் என்பதால், தொலனின்/பீலிங்கின் சோதனைகளுக்கும் நேர்மறையாகப் பதிலளிக்கும் — வேறு எந்த காபொக்சிலிக் அமிலமும் இவ்விரு சோதனைகளுக்கும் நேர்மறையாகப் பதிலளிக்காது.

5 அமிலமாகச் செயற்படும் தாக்கங்கள்

காபொட்சிலிக் அமிலங்கள் தாக்கத்திறன் கூடிய உலோகங்களுடன் (Na, K) தாக்கமடைந்து காபொட்சிலேற்று உப்பையும் H₂ வாயுவையும் தருகின்றன; காரங்களுடன் (NaOH) நடுநிலையாக்கல் தாக்கத்தில் ஈடுபடுகின்றன. காபனேற்று அல்லது இருகாபனேற்றுடன் (Na₂CO₃/NaHCO₃) தாக்கமடைந்து CO₂ வாயுவை நுரைத்தலுடன் வெளியேற்றுகின்றன.

2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COO⁻Na⁺ + H₂O + CO₂↑

இந்தக் காபனேற்றுச் சோதனை காபொட்சிலிக் அமிலங்களைப் பீனோல்களிலிருந்து வேறுபடுத்தும் ஒரு முக்கியமான சோதனை — பீனோல் காபனிக் அமிலத்தை விடப் பலவீனமான அமிலம் ஆகையால் காபனேற்றுடன் தாக்கமடைவதில்லை; நுரைத்தல் ஏற்படாது.

பொதுவான தவறு
பீனோல் NaHCO₃ உடன் தாக்கமடைவதில்லை — பீனோலும் CO₂ வாயுவை வெளியேற்றும் என எழுதுவது தவறு.

6 எசுத்தராக்கல், அமில குளோரைட்டு, ஏமைட்டு, LiAlH₄ தாழ்த்தல்

காபொட்சிலிக் அமிலம் ஓர் அற்ககோலுடன், செறிந்த H₂SO₄ வினையூக்கியின் முன்னிலையில் தாக்கமடைந்து எசுத்தரை உருவாக்குகின்றது; இது ஒரு மீளுருவாகும் தாக்கம் (CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O). PCl₅, PCl₃ அல்லது SOCl₂ உடன் தாக்கமடைந்து அமில குளோரைட்டுகளைக் கொடுக்கின்றது (–OH ஒரு Cl ஆல் பிரதியிடப்படுகின்றது). அமினோ தொகுதியால் –OH பிரதியிடப்பட்டால் ஏமைட்டு உருவாகின்றது.

காபொட்சிலிக் அமிலங்கள் LiAlH₄ என்னும் வலிமையான தாழ்த்தும் கருவியுடன் தாக்கமடைந்து முதலாம்நிலை அற்ககோல்களைக் கொடுக்கின்றன (–COOH முழுமையாக –CH₂OH ஆக தாழ்த்தப்படுகின்றது). NaBH₄ இதைத் தாழ்த்த இயலாத அளவுக்கு வலிமை குறைந்தது என்பதை நினைவில் கொள்க.

பொதுவான தவறு
காபொட்சில் தொகுதியைத் தாழ்த்த LiAlH₄ தேவை; NaBH₄ அதைத் தாழ்த்தாது.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 9 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc