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Ácidos carboxílicos

1.4 Propiedades físicas
a Ácido no O 1,23 Å
Al igual que otras funciones oxigenadas, las propiedades físicas de los
disociado H—C —
O—H ácidos orgánicos se relacionan con la polaridad y el tamaño relativo de
1,36 Å
las moléculas.
H O Disociación En cuanto al estado físico, los ácidos alifáticos pequeños, hasta de nueve
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: átomos de carbono, son líquidos. Los de tamaño intermedio son de con-
H O O :: — O : : sistencia aceitosa y los mayores son sólidos cristalinos. En cuanto a los
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Ion H—C — : H—C aromáticos y policarboxílicos el patrón es más irregular.
hidronio : O : O ::
Ion carboxilato estabilizado El tamaño de las moléculas también se relaciona con el olor y el sabor de
(dos formas de resonancia equivalentes) los ácidos. Por ejemplo, los ácidos metanoico, etanoico, butírico y valeriá-
nico presentan sabor agrio y olores fuertes y desagradables. En contraste,
los de altos pesos moleculares son inoloros.
O
H—C — 1,27 Å La solubilidad en agua es alta para ácidos carboxílicos de cuatro o menos
O — carbonos, moderada para los de cinco carbonos y muy baja para los tér-
Híbrido de resonancia minos mayores. Las ramificaciones de la cadena carbonada disminuyen la
solubilidad del compuesto en agua. La mayoría de los ácidos son solubles
en alcohol, debido a la afinidad que se presenta entre las cadenas hidro-
b carbonadas de unos y otros.
O El punto de ebullición de los ácidos aumenta proporcionalmente con el
Ion peso molecular. Su valor es más alto que el correspondiente para alcoho-
carboxilato H—C les con peso molecular semejante, debido a la fuerza de los puentes de
hidrógeno entre los grupos carbonilo e hidroxilo del grupo —COOH. Por
O ejemplo, el ácido fórmico hierve a 100,5 °C, mientras que el alcohol etílico
lo hace a 78 °C. Ambos tiene un peso molecular de 46 u.m.a.

Orbitales
híbridos 1.5 Acidez

c Distribución La naturaleza ácida de los compuestos carboxílicos se relaciona con la
de cargas ruptura del enlace O—H del grupo hidroxilo y la posterior estabilización
del anión resultante, denominado ion carboxilato. Entre más estable sea
este ion, mayor será la fuerza ácida del compuesto. La estabilización se
Ion relaciona con la formación de un sistema de orbitales p híbridos, reso-
carboxilato nantes, entre el carbono carbonilo y los dos oxígenos unidos a éste, de
manera similar a como ocurre entre los enlaces dobles de la molécula de
benceno (figura 5).

Figura 5. Disociación del ácido fórmico 1.5.1 Constante de acidez
y formación del híbrido de resonancia.
a) Disociación. Nota que la longitud de La reacción de disociación de un ácido carboxílico cualquiera en agua se
los enlaces C O y C—O es diferente en
el ácido no disociado, mientras que en el ion puede representan de la siguiente manera:
carboxilato estabilizado, es igual. b) Orbitales O O
p híbridos. c) Distribución de cargas. La carga H
:
:
negativa se distribuye uniformemente alrededor R—C—O—H H— : : O—H R—C— : O: : H—O—H
de los dos oxígenos. : :
Ácido no disociado Base Ion carboxilato Ácido conjugado
Base conjugada
El proceso de disociación es reversible y la constante de equilibrio, en
este caso la constante de acidez, K , es una medida de la magnitud de la
a
disociación y por tanto de la fuerza ácida de un compuesto. La expresión
para dicha constante es:

[HO ] [RCOO? − ]
K 3

a
[RCOOH− ]
142 © Santillana

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