viernes, 2 de diciembre de 2011

ÁCIDOS CARBOXILICOS

Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.

Características y propiedades

Los derivados de los ácidos carboxílicos tienen como formula general R-COOH. Tiene propiedades ácidas; los dosátomos de oxígeno son electronegativos y tienden a atraer a los electrones del átomo de hidrógeno del grupo hidroxilocon 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.
Generalmente los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, con sólo un 1% de sus moléculas disociadas para dar los correspondientes iones, a temperatura ambiente y en disolución acuosa.
Pero sí son más ácidos que otros, en los que no se produce esa deslocalización electrónica, como por ejemplo los alcoholes. Esto se debe a que la estabilización por resonancia o deslocalización electrónica, provoca que la base conjugada del ácido sea más estable que la base conjugada del alcohol y por lo tanto, la concentración de protones provenientes de la disociación del ácido carboxílico sea mayor a la concentración de aquellos protones provenientes del alcohol; hecho que se verifica experimentalmente por sus valores relativos menores de pKa. El ion resultante, R-COOH-, se nombra con el sufijo "-ato".


NOMENCLATURA
La IUPAC nombra los ácidos carboxílicos reemplazando la terminación -ano del alcano con igual número de carbonos por -oico.


PROPIEDADES FÍSICAS
Los ácidos carboxílicos son moléculas con geometría trigonal plana.  Presentan hidrógeno ácido en el grupo hidroxilo y se comportan como bases sobre el oxígeno carbonílico.
 ACIDEZ Y BASICIDAD DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

La propiedad más característica de los ácidos carboxílicos es la acidez del hidrógeno situado sobre el grupo hidroxilo.  El pKa de este hidrógeno oscila entre 4 y 5 dependiendo de la longitud de la cadena carbonada.
SÍNTESIS DE ÁCIDOS

Los ácidos carboxílicos pueden prepararse utilizando los siguientes métodos:

 Oxidación de alquilbencenos: Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse a partir de bencenos sustituidos con grupos alquilo por oxidación con permanganato de potasio o dicromato de sodio.



Veamos    ahora  cómo  se  relaciona  la  acidez  de  ácidos carboxílicos  con  sus  estructuras  respectivas.  Al   hacerlo,   supondremos  que  la  acidez  está  determinada  principalmente  por  la  diferencia  de  estabilidad  entre  el  ácido  y  su  unión.
En  primer lugar,  y  lo  más  importante,  está  el  hecho  de  que  los  ácidos  carboxílicos  son  con  certeza  ácidos.  ¿Cómo  explicaremos,  por ejemplo,  que  el  OH  de  un  ácido  carboxílico  tiende  a  liberar  un  ión  hidrógeno  con  mayor  facilidad  que  el  OH  de  un  alcohol? Examinemos  las  estructuras  de  reactivos  y  productos  para  los  dos  casos.  
Se  bserva  que  el  alcohol  y  el  ión  alcóxido  se  representa  satisfactoriamente  por  una  sola  estructura.  En  cambio,  desarrollamos  dos estructuras  razonables  ( I y  II)  para  el  ácido  carboxílico,  y  también  dos  para  el  anión carboxilato                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
(III y  IV):  ambos  son  híbridos  de  resonancia.  Pero,  ¿es  igualmente  importante  la  resonancia  en  los  dos  casos?  Sabemos  que  la resonancia  es  mucho  más  importante  entre  estructuras  equivalentes,  como  III  y   IV,  que  entre  estructuras  no  equivalentes,  I  y II.  Así pues,  a  pesar  de  que  ácido  y  anión  se  estabilizan  por  resonancia  la  estabilización  es  mucho   mayor para  el  anión  que  para  el  ácido.  El equilibrio  se  desplaza  en  la  dirección  de  la  ionización  mayor,  y  aumenta  Ka.




En  rigor,  es  más  correcto  decir  que  la  resonancia  es  menos  importante  para  el  ácido  porque  las  estructuras  contribuyentes  son  de estabilidad  diferente,  mientras  que  las  equivalentes  para  el  ión  deben  ser  necesariamente  de  igual  estabilidad.  En  la  estructura  II,  dos átomos  de  electronegatividad  similar  portan  cargas  opuestas;  como  es  necesario  aplicar  energía  para  separar  cargas  opuestas,  II debería  ser  más  energética,  y  por  tanto  menos  estable  que  I.  La  consideración  de  la  separación  de  cargas  es  una  de  las  reglas empíricas  que  pueden  utilizarse  para  estimar  la  estabilidad  relativa y, en  consecuencia,  la  importancia  relativa  de  una  estructura contribuyente.

Por  consiguiente,  la  acidez de  un  ácido  carboxílico se  debe  a  la  fuerte  estabilización  por  resonancia  de  su  anión.  Esta  estabilización  y  la acidez  resultante  sólo  son  posibles  por  la  presencia  del  grupo  carbonilo.









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