factores que afectan la acidez de los ácidos carboxílicos

FACTORES QUE AFECTAN LA ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS
Estructura
Los ácidos carboxílicos contienen en su molécula grupos carboxilo, a los que
deben su carácter ácido. El grupo –OH puede desprender el protón más
fácilmente que en el caso de los alcoholes o fenoles, porque el enlace O-H es más
fuertemente polar debido a la acción del grupo C=O unido a él. El átomo de
carbono de un grupo carbonilo de un ácido carboxílico tiene un nivel de oxidación
más alto que el de un aldehído.
Electronegatividad
Los dos átomos de oxígeno son electronegativos y tienden a atraer a los
electrones del átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo con lo que se debilita el
enlace, produciéndose en ciertas condiciones, una ruptura heterolítica cediendo el
correspondiente protón o hidrón, H+, y quedando el resto de la molécula con carga
-1 debido al electrón que ha perdido el átomo de hidrógeno, por lo que la molécula
queda como R-COO-.
Además, en este anión, la carga negativa se distribuye (se deslocaliza)
simétricamente entre los dos átomos de oxígeno, de forma que los enlaces
carbono-oxígeno adquieren un carácter de enlace parcialmente doble.
Los grupos electronegativos aumentan la acidez del los ácidos carboxílicos ya que
roban carga por efecto inductivo, estabilizando la base conjugada (ion carboxilato).
En la siguiente tabla puede observarse la disminución de pKa que se produce al
introducir halógenos en la cadena carbonada, llegándose incluso a valores
cercanos a cero.
Compuesto
pKa
CH3COOH
4,75
ClCH2COOH 2,86
Cl2CHCOOH 1,26
Cl3CCOOH
0,64
F3CCOOH
0,23
Tamaño
Los ácidos carboxílicos de menor tamaño (hasta cuatro carbonos) son totalmente
solubles en agua debido a las importantes interacciones que se establecen entre
las moléculas del ácido y las de agua. Puros o en disolución acuosa se encuentran
formando dímeros unidos mediante puentes de hidrógeno.
Ácidos carboxílicos de gran tamaño como el linoleico o el esteárico son
denominados ácidos grasos debido a que, por el escaso efecto inductivo ejercido
por el grupo carboxilo, no se solvantan en medios acuosos ni tienen
comportamiento ácido significativo
Hibridación
El átomo de carbono de un grupo carboxilo tiene hibridación sp 2 y un enlace π con
el oxígeno, dando origen a una estructura trigonal plana.
Efecto inductivo
Los sustituyentes α, β y γ de los ácidos carboxílicos generan también un efecto
inductivo, aumentando a disminuyendo su acidez.
Los sustituyentes atractores generan mayor estabilización de la carga negativa del
anión resonante.
Los sustituyentes donadores disminuyen la acidez. La ramificación de la cadena
en α disminuye la acidez tanto por el efecto donador como por el impedimento
estérico para la solvatación del ion, que influye en el equilibrio
No obstante, el efecto de todo sustituyente dependerá de su proximidad al grupo
carboxilo.
Efecto de resonancia
Existen dos estructuras de resonancia adicionales en el grupo carboxilo, ambas
con carga negativa en el oxígeno carbonílico.
Una estructura de resonancia tiene carga positiva en el carbono, mientras que la
siguiente tiene esa carga positiva deslocalizada sobre el oxígeno adyascente por
formación de un enlace π entre C y O, desplazando aún más la densidad
electrónica del enlace O-H hacia el oxígeno que en un alcohol, y la carga parcial
positiva facilita la pérdida de un protón. Esto significa que la acidez de un ácido
carboxílico siempre será mayor a la de un alcohol.
Bibliografía:
FOX, Mary Ann. “Química Orgánica”. Editorial Pearson Education, 2000. Segunda
Edición. Capítulo 3. Pág 127.
PRIMO YÚFERA, Eduardo. “Química Orgánica básica y aplicada: de la molécula a
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GUSTCHE, David. “Fundamentos de Química Orgánica”. Editorial Reverté, 1979.
Pág 367
http://www.quimicaorganica.net/acidos-carboxilicos-acidez.html
http://www.quimicaorganica.net/acidos-carboxilicos-propiedades.html