Acidez

ACIDEZ Y BASICIDAD En química orgánica se utilizan dos teorías de acidez y basicidad, la teoría de Brönsted-Lowry y la teoría de Lewis. Estas dos son compatibles y se usan para diferentes propósitos. Teoría de Brönsted-Lowry En esta teoría, un ácido se define como una entidad donadora de protones y una base como una entidad aceptora de protones, esta debe tener un par de electrones para compartirya sea un par solitario o uno en un orbital π. Una reacción ácido-base es la transferencia de un protón de un ácido a una base. Cuando el ácido cede un protón, este se transforma en una base conjugada. Todos los ácidos tienen una base conjugada y todas las bases tienen un ácido conjugado. Muchas sustancias pueden comportarse como ácidos y bases, tales sustancias se conocen como anfotéricas. Lafuerza de un ácido puede ser definida como la tendencia a ceder un protón y la fuerza básica como la tendencia a aceptarlo. Una reacción ácido-base ocurre debido a que los ácidos no son iguales de fuertes. Por ejemplo: HCl + CH3CO2- → CH3CO2H + ClSi el HCl se pone en contacto con el ión acetato, el protón es transferido debido a que el HCl tiene una mayor tendencia a ceder el protón que el ácidoacético. Debido a lo anterior, el equilibrio se desplaza a la derecha. Por el otro lado, el tratamiento de ácido acético con el ión cloruro esencialmente no da reacción ya que el ácido débil tiene ya su protón. La fuerza relativa de dos ácidos puede determinarse midiendo la posición del equilibrio. Si los dos ácidos tienen fuerza parecida la reacción ocurrirá en ambos lados, aunque la posición delequilibrio estará sobre el lado del ácido débil. De esta manera es posible construir una tabla en la cual los ácidos estén enlistados en orden de fuerza ácida. Acido Ka (aprox.) 10-45 CH3CH3 CH2=CH2 NH3 HC≡CH CH3CH2OH H2O CH3CO2H CF3CO2H HNO3 H3O⊕ HCl H2SO4 10-42 10-36 10-36 10-26 10-18 10-16 10-6 1 20 50 107 109 CH3CH2 CH2=CH NH2 HC≡C CH3CH2O HO CH3CO2 CF3CO2 NO3 H2O Cl HSO4 Base conjugada

HIHClO4 SbF5.FSO3H

1010 1010 >1012

I ClO4 SbF5.FSO3

Con el uso de tablas como la anterior es posible determinar si un ácido dado reaccionará con una base dada. Para tablas en orden creciente de acidez, la regla es que cualquier ácido reacciona con cualquier base que esté arriba de él, pero no con una que se encuentre debajo de él. Este tipo de tablas es muy útil cuando el ácido y base noestén muy cerca por las siguientes razones: 1. Cuando el ácido y base están muy cerca, la reacción podrá no ser completa aunque la posición del equilibrio sea tal que predomine el ácido débil. 2. El orden puede cambiar con la temperatura. Los casos en los cuales la acidez se invierte con la variación de temperatura son comunes cuando los ácidos se encuentran muy cerca en la escala. 3. Para ácidos másfuertes que el ión hidronio y más débiles que el agua, los valores de Ka y pKa son inciertos y en muchos casos sus posiciones son relativas. Se debe enfatizar que el orden de acidez de la tabla se aplica cuando un ácido y una base reaccionan sin disolvente o cuando es posible, en agua. En otros disolventes el orden puede ser diferente. En fase gas, cuando los efectos de solvatación son casicompletamente nulos, el orden puede también ser diferente. Disolventes Acidos y Básicos Uno puede determinar la posición de un ácido en la tabla midiendo la posición del equilibrio con varias bases apropiadas. En la práctica, este método no siempre es fácil. Otra manera es utilizar un disolvente que sea un ácido o una base. Un disolvente ácido (SH) puede utilizarse de la siguiente manera: Se coloca unabase en tal disolvente de manera que tome protones del disolvente si es más fuerte que S . Por ejemplo cuando tenemos dos bases B1 y B2 más débiles que S y otras dos bases B3 y B4 más fuertes, podemos construir una tabla. Si la base es B3 o B4 la concentración de S y HB3⊕ o HB4⊕ será mayor que la concentración de SH y B3 o B4. Lo inverso será cierto para B1 y B2. Si se puede medir la relación...