Acidi carbossilici e la loro acidità, risonanza ed effetto induttivo

Gli acidi carbossilici sono sostanze organiche con il gruppo funzionale – COOH e sono noti per la loro elevata acidità. Secondo la teoria di Brønsted-Lowry degli acidi e delle basi, si dissociano parzialmente in soluzione acquosa per formare l’ione H3O+ e l’anione carbossilato RCOO-. La costante di equilibrio K*a* e il valore di pK*a* determinano l’entità della dissociazione.

La maggior parte degli acidi carbossilici ha valori di K*a* compresi tra 10^-4 e 10^-5 (corrispondenti a valori di pK*a* tra 4 e 5). Un confronto con gli alcoli rivela una differenza significativa, in quanto il pK*a* di un alcol è dell’ordine di 10^-16.

Risonanza

La maggiore acidità degli acidi carbossilici rispetto agli alcoli è attribuibile alla stabilizzazione per risonanza dell’ione carbossilato. Tale stabilizzazione non è presente nello ione alcossido derivante dalla dissociazione di un alcol. Ad esempio, confrontando l’acidità dell’acido etanoico con quella dei suoi derivati clorurati, si nota che l’acidità aumenta all’aumentare nel numero di atomi di cloro presenti sul carbonio in α.

Effetto induttivo

L’effetto induttivo, rispetto alla risonanza, è spiegato dall’elettronegatività degli atomi e dalla capacità di attrarre densità di carica negativa. La presenza di gruppi elettronattrattori aumenta la stabilità della base coniugata, contribuendo così all’aumento dell’acidità. L’effetto induttivo diminuisce quando i gruppi elettronattrattori si trovano a distanze maggiori, ad esempio sul carbonio in β, γ, ecc. Anche negli acidi benzoici sostituiti si osserva un fenomeno analogo.

La stabilizzazione per risonanza e l’effetto induttivo svolgono un ruolo fondamentale nella determinazione della forza di un acido. Ad esempio, il fenolo, un alcol aromatico, ha un valore di pK*a* di 10^-10 a causa della stabilizzazione per risonanza dell’anione fenato.

In conclusione, la conoscenza degli acidi carbossilici, della loro acidità, risonanza ed effetto induttivo è di fondamentale importanza nel campo della chimica organica.