主な違い – アルコール vs カルボン酸
アルコールとカルボン酸は有機化合物です。
これらは、異なる組み合わせのC、HおよびO原子で構成されています。
これらの化合物は、どちらも酸性の化合物です。
また、官能基と呼ばれる特殊な原子団を持っています。
アルコールとカルボン酸の違いは、この官能基の有無で識別することができます。
異なる化合物であるため、今回取り上げたような異なる物理的、化学的性質を示す。
実験室や産業界では、アルコールとカルボン酸の用途は多岐にわたります。
アルコールとカルボン酸の主な違いは、アルコールに存在する官能基が水酸基（-OH）であるのに対し、カルボン酸に存在する官能基はカルボキシル基（-COOH）であることである。
アルコールとは
アルコールは、水酸基（-OH）が1つ以上結合した有機化合物です。
アルコールは、C、H、O原子がアルキル基と水酸基の組み合わせで構成された分子です。
水酸基はアルキル基の炭素原子1個に結合しています。
アルコールはさまざまな方法で合成することができます。
さらに、アルコールは他の有機化合物の合成の出発分子または中間体として作用します。
飲料の中には、主成分または副成分としてアルコールを含むものがあります。
また、アルコールは不純物の多い混合物から化合物を精製するための溶媒として使用されることもあります。
アルコールの構造を考えるとき、大きく3つのタイプに分けられます。
以下に、それぞれの構造とその例を示します。
第一級アルコール
第一級アルコールは、アルキル基の炭素原子に水酸基が結合したもので、アルキル基が1つだけ結合している。
例：エタノールは、炭素原子に結合した水酸基で構成されている。
二次アルコール
水酸基と2つのアルキル基が結合した炭素原子からなるアルコール。
例：2-ブタノールは2級アルコール。
図2：2級アルコールの一般的な構造。
ここで、R基はアルキル基を示す。
第3級アルコール
水酸基と結合した炭素原子にアルキル基が3つ結合したものです。
例：2,2-メチルブタノール
図3: 第3級アルコールの一般構造
OH基があると酸性を示すが、アルコールは弱酸性です。
この-OH基は、アルコールに水素結合をもたらす。
あるアルコールの-OH基の酸素原子と、別のアルコールの水素原子が水素結合しているのです。
この水素結合により、アルコールの沸点は高くなる。
ただし、アルコールの沸点は、アルコールに含まれる炭素原子の数が多いほど高くなる。
また、アルコールは水に完全に溶ける。
これも、アルコール分子が水分子と水素結合を形成することができるためです。
アルコールは、アルケンの水和、アルデヒド、ケトン、酸、エステルの還元によって合成することができる。
アルコールに関連する主要な化学反応の1つは、-OH基のH原子をナトリウム（Na）などの求電子剤で置換することである。
ここで、Hがアルキル基で置換されていると、最終生成物としてエーテルが得られる。
同様に、アルコールが受ける反応には、脱離反応、求核置換反応など、さまざまなものがあります。
カルボン酸とは？
カルボン酸は、カルボキシル基（-COOH）からなる有機化合物です。
カルボン酸の化学式はR-COOHで示され、Rはアルキル基を示す。
カルボキシル基があると、その分子はカルボン酸であることがわかる。
カルボン酸はその名の通り、酸です。
酢や柑橘類などの食品、薬などにも多く含まれている。
最も単純なカルボン酸はHCOOHであり、これを一般に蟻酸と呼ぶ。
R基がメチル基（-CH3）で置換されると、酢酸が得られる。
カルボン酸はカルボキシル基があるため極性分子です。
そのため、極性溶媒によく溶ける。
さらに、カルボン酸は水素結合を形成することができるため、水にも溶ける。
カルボン酸は、2つのカルボン酸の間に2つの水素結合を持ち、カルボン酸の二量体を形成することができる。
これを「自己会合」という。
図4: カルボン酸の二量体
カルボン酸は、2量体を形成することで安定性が増すため、沸点が高くなる。
カルボン酸の酸性は、カルボン酸中のHがプロトンとして放出されることにより生じる。
このプロトンの放出により、系のpHが上昇し、酸性の挙動を示す。
カルボン酸は、CO2をグリニャール試薬で処理することで合成することができる。
カルボン酸は金属と容易に反応し、カルボン酸金属と水素ガスを生成することができる。
また、カルボン酸と水酸化金属を反応させてもカルボン酸金属塩を生成することができる。
また、カルボン酸とアンモニアとの反応も重要な反応です。
アルコールとカルボン酸の類似性
- アルコールとカルボン酸は有機化合物です。
- どちらも酸性の性質を持っています。
- どちらもC,H,O原子で構成されている。
- アルコールとカルボン酸は共に極性化合物です。
- 両者とも水素結合を形成することができる。
アルコールとカルボン酸の違い
定義
アルコール。
水酸基(-OH)が1つ(または複数)からなる有機化合物。
カルボン酸。
カルボン酸は、カルボキシル基（-COOH）から構成される有機化合物です。
酸素原子の数
アルコール アルコールは、1つの官能基につき1つの酸素原子を持つ。
カルボン酸 カルボン酸は、官能基1つにつき酸素原子2つ。
機能性グループ
アルコール アルコールは、官能基として-OHを持つ。
カルボン酸 カルボン酸は、官能基として-COOHを持つ。
沸点
アルコール アルコールは、対応するカルボン酸よりも沸点が低い。
カルボン酸。
カルボン酸は、対応するアルコールより沸点が高い。
二量体形成
アルコール アルコール類は二量体を形成しない。
カルボン酸。
カルボン酸は2量体を形成することができる。
酸度
アルコール アルコールは弱い酸です。
カルボン酸。
カルボン酸は、対応するアルコールより酸性が強い。
結論
アルコールとカルボン酸は有機化合物です。
どちらもC,H,Oの原子からできているが、その構造や性質は異なる。
アルコールとカルボン酸の主な違いは、アルコールに存在する官能基が水酸基（-OH）であるのに対し、カルボン酸の官能基はカルボキシル基（-COOH）であることである。
