|
Propiedades de los ácidos carboxílicos y sus
derivados |
Los ácidos carboxílicos
son compuestos caracterizados por la
presencia del grupo carboxilo (-COOH) unido a un
grupo alquilo o arilo.
Cuando la cadena carbonada presenta un solo
grupo carboxilo, los ácidos se llaman
monocarboxilicos o ácidos grasos, se les
denomina así ya que se obtienen por hidrólisis
de las grasas. |
|
|
El primer miembro de la serie alifática de los
ácidos carboxílicos es el ácido metanóico o
ácido fórmico, este ácido se encuentra en la
naturaleza segregado por las hormigas al morder.
|
El primer miembro del grupo aromático es el
fenilmetanóico o ácido benzóico. Cuando la
cadena carbonada presenta dos grupos carboxilo,
los ácidos se llaman dicarboxílicos, siendo el
primer miembro de la serie alifática el 1, 2
etanodíoco o ácido oxálico. |
|
Propiedades Físicas: |
|
Solubilidad: El grupo carboxilo –COOH
confiere carácter polar a los ácidos y permite
la formación de puentes de hidrógeno entre la
molécula de ácido carboxílico y la molécula de
agua. La presencia de dos átomos de oxígeno en
el grupo carboxilo hace posible que dos
moléculas de ácido se unan entre sí por puente
de hidrógeno doble, formando un dímero cíclico.
|
Esto hace que los primeros cuatro ácidos
monocarboxílicos alifáticos sean líquidos
completamente solubles en agua. La solubilidad
disminuye a medida que aumenta el número de
átomos de carbono. A partir del ácido
dodecanóico o ácido láurico los ácidos
carboxílicos son sólidos blandos insolubles en
agua. |
|
En los ácidos aromáticos monocarboxílicos, la
relación carbono-carbono es de 6:1 lo que
provoca que la solubilidad se vea disminuida con
respecto a los ácidos monocarboxílicos
alifáticos. |
| |
|
Punto de ebullición:
Los ácidos carboxílicos presentan puntos de
ebullición elevados debido a la presencia de
doble puente de hidrógeno. |
Punto de fusión: El punto de fusión varía
según el número de carbonos, siendo más elevado
el de los ácidos fórmico y acético, al
compararlos con los ácidos propiónico, butírico
y valérico de 3, 4 y 5 carbonos, respectivamente.
Después de 6 carbonos el punto de fusión se
eleva de manera irregular. |
|
|
Esto se debe a que el aumento del número de
átomos de carbono interfiere en la asociación
entre las moléculas. Los ácidos monocarboxílicos
aromáticos son sólidos cristalinos con puntos de
fusión altos respecto a los ácidos alifáticos.
|
Los ácidos fórmico y acético (1, 2 carbonos) son
líquidos de olores irritantes. Los ácidos
butíricos, valeriano y capróico (4, 5 y 6
carbonos) presentan olores desagradables. Los
ácidos con mayor cantidad de carbonos presentan
poco olor.
|
|
| |
|
Nombre |
Pto. de fusión ºC |
Pto. de ebullición ºC |
Solubilidad gr en 100 gr de agua. |
| Ac. metanóico |
8 |
100,5 |
Muy soluble |
| Ac. etanóico
|
16,6 |
118 |
Muy soluble |
| Ac. propanóico
|
-22 |
141 |
Muy soluble |
| Ac. butanóico
|
-6 |
164 |
Muy soluble |
| Ac. etanodióico |
189 |
239 |
0,7 |
| Ac. propanodióico
|
135,6 |
|
Soluble |
| Ac.
fenilmetanóico |
122 |
|
Soluble
|
| Ac. ftálico |
231 |
250 |
O,34 |
|
|
|
Propiedades Químicas:
El comportamiento químico de los ácidos
carboxílicos esta determinado por el grupo
carboxilo -COOH. Esta función consta de un grupo
carbonilo (C=O) y de un hidroxilo (-OH). Donde
el -OH es el que sufre casi todas las reacciones:
pérdida de protón (H+) o reemplazo
del grupo –OH por otro grupo. |
|
|
Constantes de acidez de algunos ácidos
carboxílicos
| |
|
Ácidos alifáticos |
Ka |
Ácidos aromáticos |
Ka |
| Métanoico |
17,7 x 10-5 |
Fenil-metanóico |
6,3 x 10-5 |
| Etanóico |
1,75 x 10-5
|
Paranitrobenzóico
|
36 x 10-5 |
| Propanóico |
1,3 x 10-5
|
Metanitrobenzoico
|
32 x 10-5 |
| 2-metilbutanoico
|
1,68 x 10-5
|
Ortonitrobenzóico
|
670 x 10-5 |
|
|
Síntesis de los ácidos carboxílicos
|
Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse a
partir de reacciones químicas como la oxidación
de alcoholes primarios, de los compuestos
alquil-bencénicos y por la hidrólisis de
nitrilos entre otras. |
Oxidación de alcoholes
primarios: para obtener ácidos
carboxílicos mediante esta reacción, el alcohol
primario se trata con un agente oxidante fuerte
donde el alcohol actúa como un agente reductor
oxidándose hasta ácido carboxílico.
|
Oxidación de los
compuestos alquil-bencénicos: la
oxidación de los derivados alquil-bencénicos con
mezclas oxidantes fuertes llevan a la formación
de ácidos carboxílicos.
|
Hidrólisis de Nitrilos:
los nitrilos se hidrolizan al ser sometidos a
ebullición con ácidos minerales o álcalis en
solución acuosa, generando ácidos carboxílicos
mediante sustitución nucleofílica.
|
| |
|
Derivados de los Ácidos
Carboxílicos: Los derivados carboxílicos
son compuestos que presentan el grupo acilo o el
grupo aroilo en los ácidos alifáticos o
aromáticos. |
Entre los derivados de los ácidos carboxílicos
se encuentran: las sales de ácido, los ésteres,
los haluros de ácidos, anhídridos de ácidos,
amidas e imidas. |
Propiedades físicas de los derivados de ácidos
carboxílicos: |
Los ésteres no
presentan puentes de hidrógeno intermolecular
por lo que sus puntos de ebullición son
similares a los de los alcanos de pero molecular
similar. A partir de los tres átomos de carbono,
su solubilidad en agua disminuye. Se disuelven
bien en solventes orgánicos. Los más volátiles
tienen olores agradables. Se usan en perfumería
y para preparar condimientos artificiales. |
|
|
Haluros de ácido:
La mayor importancia la tienen los cloruros de
ácido. El primer miembro de la serie alifática
es el cloruro de metanoilo o cloruro de formilo,
el cual es un compuesto inestable. |
La mayoría son líquidos de bajo punto de fusión
y olores irritantes. No presentan puente de
hidrógeno intermolecular, por lo que sus puntos
de ebullición son más bajos que los de los
ácidos de los que se derivan. |
Anhídridos de ácido:
En este grupo sólo tiene importancia el
anhídrido etanóico, que es un compuesto polar,
no presenta puente de hidrógeno intermolecular
por ser el producto de la deshidratación de dos
moles de ácido carboxílico. Sus puntos de
ebullición son similares a los de los aldehídos
y cetonas de peso molecular semejante. |
|
|
El primer miembro de la serie alifática es la
metanamida o formamida que es diluida a
temperatura ambiente, el resto de las amidas son
sólidas. Presentan un puente de hidrógeno
intermolecular por lo que sus puntos de
ebullición son altos. |
|
Son compuestos polares, lo cual junto con la
formación de puente de hidrógeno con el agua las
hace solubles en esta. La solubilidad disminuye
a partir de los cinco carbonos, debido a que la
relación carbono – amino es mayor que 3:1. La
etanamida y sus homólogos son excelentes
solventes orgánicos. |
REFERENCIAS:
Requena, L. Vamos a Estudiar Química Orgánica.
(2001). Ediciones ENEVA |
