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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
CARRERA QUIMICA DE ALIMENTOS
NOMBRE: Kathy Elisabeth Verdugo Verdugo.
CURSO: 8vo “Alimentos”
TEMA:
ACIDEZ DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS
FACTORES QUE AFECTAN LA ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.
1. ESTRUCTURA
Las propiedades estructurales son responsables del orden de reactividad de los
ácidos carboxílicos, es decir, el grado en el que el átomo unido al grupo carbonilo,
puede estabilizarlo por donación de electrones, disminuyendo su carácter positivo
y lo hace menos electrofílico.
Estos ácidos carboxílicos presentan en su molécula grupos carboxilo, a los cuales
debe 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.
2. ELECTRONEGATIVIDAD
Los sustituyentes más electronegativos, que estabilizan al ión carboxilato con
carga negativa, aumentan la disociación y produce un ácido más fuerte, siendo así
aumentan la fuerza de un ácido.
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
(-) debido al electrón que ha perdido el átomo de hidrógeno, por lo que la molécula
queda como R-COO - .
R – COOH
R – COO - + H+
En este anión, la carga negativa se deslocaliza simétricamente entre los dos
átomos de oxígeno, de forma que los enlaces carbono-oxígeno adquieren un
carácter de enlace parcialmente doble.
pKa= - log Ka
Cuando el valor de Ka, aumenta en un factor de 10, el de pKa baja una unidad.
Mientras más fuerte es el ácido, su valor de pKa, es más bajo.
3. 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 la del agua. Puros o en disolución acuosa se encuentran
formando dímeros unidos mediante puentes de hidrógeno.
Puentes de hidrógeno
Los 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 de solvatan en medios acuosos ni tienen
comportamiento ácido significativo.
4. 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.
Por la hibridación sp2, los tres grupos unidos a él están en un mismo plano, con
ángulos de enlace de 120°.
La hibridación ocurre siempre de modo que el átomo en cuestión pueda formar
enlaces de la máxima estabilidad y de modo que los restantes átomos así
enlazados (y los pares de electrones que constituyen los enlaces) queden tan
separados como sea posible, es decir que la energía intrínseca total del
compuesto resultante sea mínima.
5. EFECTO INDUCTIVO
Los sustituyentes α, β y Y de los ácidos carboxílicos generan también un efecto
inductivo, aumentando o disminuyendo su acidez.
Los sustituyentes atractores generan mayor estabilización de la carga negativa del
anión resonante.
Los sustituyentes altamente electronegativos, como los halógenos, tienden a
hacer más estable al ión carboxilato por medio de una atracción inductiva de
electrones. Por tanto, los ácidos fluoracético, cloroacético y yodoacético son más
fuertes que el ácido acético. La introducción de dos sustituyentes electronegativos
hace al ácido dicloroacético unas 3000 veces más fuerte que el ácido acético, y la
introducción de 3 sustituyentes hace al ácido tricloroacético más de 12000 veces
más fuerte.
Puesto que los efectos inductivos dependen fuertemente de la distancia, el efecto
de la sustitución con halógenos decrece conforme estos sustituyentes se alejan
del carboxilo.
ESTRUCTURA
F3CCOOH
Cl3CCOOH
Cl2CHCOOH
FCH2COOH
ClCH2COOH
BrCH2COOH
ICH2COOH
Ka
0.59
0.23
5.5*10-2
2.6*10-3
1.4*10-3
1.3*10-3
7.5*10-4
Pka
0.23
0.64
1.26 Ácido
FUERTE
2.59
2.85
2.89
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 ión, que influye en el equilibrio.
6. EFECTO DE RESONANCIA
Existen dos estructuras de resonancia adicionales ene l 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 adyacente 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.
El carbono está unido al oxígeno superior por dos pares de electrones
compartidos y al oxígeno de la derecha, que es el que lleva la carga negativa del
ion, por un par. Si un par electrónico de los compartidos con el oxígeno superior se
desplaza a la esfera de este oxígeno (flecha), y un par a los pertenecientes al
oxígeno de la derecha es compartido con el carbono (flecha), resulta (b). La carga
iónica se encuentra ahora en el oxígeno superior, ya que uno de los electrones
que este átomo ha ganado correspondía al carbono y ha sido dado por el carbono
al oxígeno, comunicándole así la carga negativa.
Ambas estructuras contribuyen al híbrido de resonancia.
Una consecuencia del efecto resonante, es que el ion carboxilato no tiene un
verdadero grupo carbonilo. Cada una de las uniones carbono-oxígeno es un doble
enlace en una estructura y un enlace simple en la otra, así que cada una es un
enlace híbrido, con un carácter intermedio entre sencillo y doble.
ESTRUCTURAS EN RESONANCIA Y REPRESENTACIONES ORBITALES DE
LOS ACIDOS CARBOXILICOS
DISOCIACION DE ACIDOS CARBOXILICOS Y ESTRUCTURAS EN
RESONANCIA DEL ANION CARBOXILATO
BIBILOGRAFÍA:
[1] L.G.WADE, JR. Química Orgánica, Editorial Debra Wechsler, SEGUNDA
EDICIÓN, pág., 951-952.
[2]PRIMO YÚFERA, Eduardo. “Química básica y aplicada: de la molécula a la
industria”.Ediatorial Reverté, 1996. TomoI. Pág 548-554
[3]CHRIATEN, Hans Rodolf. “Química General”. Editorial Reverté, 1997. Pág 188.
[4] KENNETH W. WHITTEN, RAYMOND E. DAVIS. “Química” Pág.1042
[5] FREDERICK FIESER, MARY FIESER.” Química orgánica fundamental”.
Editorial Reverté, 1985. Pág 37-38
Páginas web
[6]http://www.quimicaorganica.net/acidos-carboxilicos-acidez.html
[7] http://www.quimicaorganica.net/acidos-carboxilicos-propiedades.html