UNIVERSDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS QUIMICA ORGANICA III

Integrante: Giselle Velasco

Fecha de entrega: 26/06/2011

Carrera: Quimica Pura. Trabajo # 2 Tema: Acidez de los Acidos Carboxílicos Factores que afectan la acidez de los ácidos carboxílicos.1. Estructura: Los ácidos carboxílicos son compuestos del tipo RCO2H. Las características estructurales del grupo carboxilo se observan mejor en el ácido fórmico que es la estructura mas estable y es practicamente plana. La acidez en los acidos carboxilicos es mayor que en fenoles y alcoholes y pueden explicarse en parte a la presencia del segundo oxígeno del grupo carbonilo, el cual ayuda a halar los electrones del enlace -:0-H dejando muy suelto el hidrógeno. De aquí que el hidrógeno (o protón) fácilmente es capturado por moléculas de agua en una disolución acuosa.

2. Electronegatividad: El efecto de la electronegatividad en la acidez es evidente si existe un sustituyente que estabilice al ión carboxilato cargado negativamente este hace que se incremente la disociación, lo que da lugar a un ácido más fuerte. Los átomos electronegativos incrementa la fuerza de un ácido. Este efecto inductivo puede ser bastante grande si hay varios grupos sustractores de electrones en el atomo de carbono . Por ejemplo: El acido cloroacetico tiene un pKa = 2,86 lo que indica que es mas fuerte que el acido acetico con un pKa = 4,74. El acido dicloroacetico aun es mas fuerte con

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un pKa = 1,26; el acido tricloro acetico con un pKa = 0,64 se compara con la fuerza de algunos acido minerales.

Se observa cómo varia la fuerza ácida desde el ácido acético al tricloroacético. Es obvio que este resultado surge del efecto inductivo del cloro electronegativo que estabiliza al anión carboxilato (o base conjugada) de carga negativas.

La magnitud de los efectos de los sustituyentes depende de su distancia al grupo carbonilo. Los sustituyentes en los átomos de carbono  son los más efectivos para incrementar la fuerza de los ácidos. Cuanto más distantes esten los sustituyentes, los efectos sobre la acidez más disminuirán, por lo que los efectos inductivos decrecen rápidamente al aumentar la distancia.

Los ácidos benzoicos sustituidos muestran tendencias similares respecto a la acidez; es decir, los grupos sustractores de electrones incrementan la fuerza de los ácidos y los grupos donantes de electrones la disminuyen. Estos efectos son mas fuertes en el caso de sus sustituyentes en posicion orto y para. En los ejemplo en grupo nitro (sustractor de electrones) incrementa la fuerza del ácido, mientras que un sustituyente metoxilo (donante de electrones) disminuye la fuerza del ácido. El grupo n itro tiene un mayor efecto en la posición orto y para que en la posición meta.

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3. Tamaño: Un átomo de mayor tamaño es más capaz de dispersar una carga negativa que un atomo de menor tamaño. La dispersión de una carga resulta en la estabilización. Por lo tanto, a medida que aumenta el tamaño de un átomo unido al H, aumenta la estabilidad del anión y también aumenta la fuerza de la ácidez. Por ejemplo: debido al tamaño pequeño del átomo de flúor, el HF es un ácido más débil que los otros ácidos halogenados, incluso aunque el fluoruro es mas eletronegativo que los otros halógenos.

Y la fuerza de atracción depende del contacto superficial entre las moléculas y por tanto es proporcional al área molecular, en el caso de moléculas lineales la superficie es mayor que cuando las moléculas son esféricas, por tanto la atracción entre ellas será mayor. En Acidos Carboxílicos Alifáticos 1. Longitud de la cadena (lineal): a mayor número de carbonos disminuye la acidez (*) excepciones a la regla. 2. Cadena con uno o mas del mismo sustituyente atractor de electrones en la misma posición aumenta la acidez, con mayor sustitución en el mismo carbono. 3. Cadena (lineal) con un mismo sustituyente atractor de electrones en diferente posición aumenta la acidez, de más (más cerca) a menos (más lejos). 4. Cadena con diferente sustituyente atractor de electrones en la misma posición aumenta la acidez: con el sustituyente de mayor electronegatividad.

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En aromaticos:

4. Hibridación: La hibridacion cambia la electrofilicidad en los carbonos y a medida que los acidos son mas fuertes sus pKa son mas bajos. En el átomo de carbono carbonílico tiene hibridación sp2, con ángulos de enlace prácticamente trigonales. El enlace O---H también se encuentra en este plano, eclipsado con el enlace

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Es sorprendente que la conformación eclipsada sea la más estable.Parece ser que uno de los pares de electrones no compartidos del atomo de oxígeno del grupo hidroxilo este deslocalizado en el sistema electrofílico pi del grupo carbonilo. Para representar esta deslocalización se puede dibujar las siguientes formas de resonancia:

Por otro lado la deslocalización de la carga negativa en el anión carboxilato es el otro factor que favorece la acidez de los ácidos carboxílicos.

5. Efecto inductivo: El grupo carbonilo del ion acetato es un grupo que retira electrones, y al atraer los electrones del oxigeno, negativamente cargado, se estabiliza el ion acetato. Es un efectoinductivo quese debe a la polarizacion de la distribucion electronica en el enlace  entre el carbono carbonilico y el oxigeno con carga negativa. El carbono polarizado positivamente atrae a los electrones del oxigeno cargado negativamente.

El grupo CH2 tiene un efecto minimo sobre la densidad electronica del oxigeno cargado negativamente.

La fuerza acida surge del efecto inductivo. Los grupos que atraen también aumentan la acidez de los ácidos aromáticos. Por último, en los ácidos dicarboxílicos como sucede con otros ácidos que contienen más de un hidrógeno

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ionízable (H SO , H C0 , H PO , etc.), la ionización del segundo grupo carboxilo 2

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ocurre con menor facilidad que la del primero. K >K 1

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6. Efecto de resonancia: La deslocalización electrónica, expresada por la resonancia entre las estructuras de Lewis(que se muestran a continuación), hace que la carga negativa del ión acetato se comparta por igual entre ambos oxígenos. Una deslocalización electrónica de este tipo no es posible en el ión etóxido.

La carga negativa en el etóxido: a) está localizada en el oxígeno. La deslocalización electrónica en el acetato b) hace que la carga se comparta entre dos oxígenos. La escala de tonos es igual en ambos mapas de potencial electrostático.

Se usan mapas del potencial electrostático para comparar la carga negativa localizada en en ión etóxido con la carga deslocalizada en el acetato. El ión acetato tiene mayor acidez poruqe pude dispersar su carga negativa por el efecto inductivo hablado anteriormente y por este efecto de resonancia del grupo carbonilo.

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BIBLIOGRAFIA: o Wade.L.G, Química Orgánica; Quinta Edición. (2006). Prentice Hall; Págs., 904 - 908. o Carey Francis; A. Quimica Organica; Editorial Interamericana, sexta edición, 2006, pág., 805 – 815.

McGraw

–Hill

o http://www.uhu.es/quimiorg/docencia/textos/TEMA%201.pdf; 25-06-2011; 21:19 p.m. o http://docencia.izt.uam.mx/cuhp/QuimOrgIII/M_1Acidos.pdf; 20:38 p.m.

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