REACCIONES DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS

...

Hidrólisis acida: [pic 14]

Tabla 3. pH y olor determinado luego de efectuar la reacción entre Acetamida + H2SO4.

Hidrólisis de ésteres (saponificación):

[pic 15]

Gráfico 1. Efecto salino al agregar Cloruro de Sodio al 25 % al jabón producido. En la primera fase se encontraba el jabón y en la segunda la sal separada.

[pic 16]

[pic 17]

Tabla 4. Tiempo para la producción de jabón a partir de GRASA (SEBO).

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS.

Solubilidad y acidez:

[pic 18]

Imagen 1. Resultados de la solubilidad en agua del ácido acético y del ácido benzoico en medio básico.

Un Ácido Carboxílico se puede disociar en agua para dar un protón y un ion carboxilato. Normalmente las constantes de acidez de los Ácidos Carboxílicos simples son de alrededor de 10-5. Aunque los Ácidos Carboxílicos no son tan ácidos como los Ácidos Minerales, son mucho más ácidos que otros grupos funcionales que se han estudiado. La disociación de un Ácido implica la ruptura heterolítica de un enlace hidroxílo, pero cuando la disociación se produce sobre el Ácido carboxílico se genera un ion carboxilato con la carga negativa repatidad por igual sobre los dos átomos de oxígeno. La deslocalización de la

carga en el ion carboxilato hace que este sea mucho más estable que los alcóxidos de los alcoholes, y por tanto, la disociación de un ácido es menos endotérmica que la de un alcohol. La reacción general para esta disociación es la siguiente:

Aunque mucho más débiles que los Ácidos Minerales fuertes (Sulfúrico, Clorhídrico, Nítrico), los Ácidos Carboxílicos son sustancialmente más ácidos que los orgánicos muy débiles estudiados hasta el momento (Alcoholes, Acetileno); son mucho más ácidos que el agua, por lo que los Hidróxidos acuosos los convierten en sus sales con facilidad, y los Ácidos Minerales acuosos reconvierten las sales en los Ácidos Carboxílicos correspondientes. Los Ácidos Carboxílicos tienen una parte hidrófila (la función Carboxílica) y otra hidrófoba (la cadena carbonada). Cuanto más larga es esta última menor es la solubilidad en agua. Los ácidos de cadena corta pueden mezclarse con agua en cualquier proporción porque el grupo Carboxilo se integra bien en la complicada cadena tridimensional de los enlaces de Hidrógeno formados por el agua. En una función Carboxílica, el grupo hidroxílo puede actuar como aceptor y dador de hidrógeno y el C=O como aceptor en la formación de enlaces de Hidrógeno. Sus estructuras hacen suponer que los Ácidos Carboxílicos sean moléculas polares y, tal como los Alcoholes, pueden formar puentes de Hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas. Los Ácidos Carboxílicos se comportan en forma similar a los Alcoholes en cuanto a sus solubilidades: los primeros cuatro, en los que se incluye al ácido acético (es un ácido orgánico débil), son miscibles con agua, el ácido de cinco Carbonos es parcialmente soluble y los superiores son virtualmente insolubles. La solubilidad en agua se debe a los puentes de hidrógeno entre el ácido carboxílico y el agua. El ácido aromático más simple, el benzoico, contiene demasiados átomos de Carbono como para tener una solubilidad apreciable en agua.

Ensayo de clasificación:

[pic 19]

[pic 20]

Imagen 2. Resultados de la evolución de burbujas de ácido acético, acido benzoico, fenol y β-naftol

Los ácidos carboxílicos reaccionan con bicarbonato de Sodio acuoso, y aunque a sustancia sea soluble en agua, queda comprobada su acidez por el burbujeo de Dióxido de Carbono, dada la reacción general:

[pic 21]

Tal y como se pudo apreciar en la práctica al hacer reaccionar los ácidos con el bicarbonato. Las sales de sodio y potasio de la mayoría de los Ácidos Carboxílicos son fácilmente solubles en agua. Es el caso de ácidos carboxílicos de cadena larga. Estas sales son los principales ingredientes del jabón. Debido a la fácil interconversión de ácidos y sus sales, este comportamiento puede emplearse de dos modos importantes: para identificación y para separación.

Desde el punto de vista químico, los ácidos carboxílicos reaccionan rápidamente con soluciones acuosas de hidróxido de sodio y bicarbonato de sodio formando sales de sodio solubles, y por lo tanto, para distinguir los ácidos carboxílicos insolubles en agua de los fenoles y alcoholes insolubles en agua pueden utilizarse pruebas de solubilidad y la insolubilidad de los últimos en base acuosa. Para el caso del hidróxido de sodio, la reacción general con un ácido carboxílico sería:

Una base fuerte puede desprotonar completamente en un Ácido carboxílico. Los productos son el ion carboxilato, el catión que queda de la base, y agua. La combinación de un ion carboxilato y un catión constituyen la sal de un ácido carboxílico. Estas sales orgánicas pueden reaccionar con agua mediante un mecanismo de hidrólisis. Así, por ejemplo, para el acetato de sodio en reacción con agua se tiene que, el Acetato de Sodio es una sal proveniente de un ácido débil y una base fuerte, con la Hidrólisis se regenera el ácido y la base en una reacción de equilibrio. El ácido débil, a su vez, se disocia parcialmente para dar ion acetato e ion hidrogenuro, y la base se disocia totalmente para dar ion sodio e ion hidroxilo. Por tanto, por tratarse de una sal formada por un ácido débil y una base fuerte, el pH de la solución será básico, mayor a 7. Más exactamente sería así:

La disociación del acetato de sodio en agua es total según la reacción:

Na Ac Na+ + Ac-[pic 22]

De momento no ha intervenido el agua (directamente, por supuesto está rodeando a los iones). La cuestión es que el ion acetato proviene del ácido acético (HAc) que es un ácido débil, es decir, su disociación es parcial:

[pic 23]

HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+

Y por lo tanto, el ion Acetato (Ac-) sufrirá Hidrólisis:

Ac-