ÁCIDOS CARBOXILO

En  primer lugar,  y  lo  más  importante,  está  el  hecho  de  que  los  ácidos  carboxílicos  son  con  certeza  ácidos.  ¿Cómo  explicaremos,  por  ejemplo, que  el  OH  de  un  ácido  carboxílico  tiende  a  liberar  un  ión  hidrógeno  con  mayor  facilidad  que  el  OH  de  un  alcohol? Examinemos  las  estructuras de  reactivos  y  productos  para  los  dos  casos.  

Se  bserva  que  el  alcohol  y  el  ión  alcóxido  se  representa  satisfactoriamente  por  una  sola  estructura.  En  cambio,  desarrollamos  dos  estructuras razonables  ( I y  II)  para  el  ácido  carboxílico,  y  también  dos  para  el  anión carboxilato ambos  son  híbridos  de  resonancia.  Pero,  ¿es  igualmente  importante  la  resonancia  en  los  dos  casos?  Sabemos  que  la  resonancia  es mucho  más  importante  entre  estructuras  equivalentes,  como  III  y   IV,  que  entre  estructuras  no  equivalentes,  I  y II.  Así  pues,  a  pesar  de  que ácido  y  anión  se  estabilizan  por  resonancia  la  estabilización  es  mucho   mayor para  el  anión  que  para  el  ácido.  El  equilibrio  se  desplaza  en  la dirección  de  la  ionización  mayor,  y  aumenta  Ka.

En  primer lugar,  y  lo  más  importante,  está  el  hecho  de  que  los  ácidos  carboxílicos  son  con  certeza  ácidos.  ¿Cómo  explicaremos,  por  ejemplo, que  el  OH  de  un  ácido  carboxílico  tiende  a  liberar  un  ión  hidrógeno  con  mayor  facilidad  que  el  OH  de  un  alcohol? Examinemos  las  estructuras de  reactivos  y  productos  para  los  dos  casos.  

Se  observa  que  el  alcohol  y  el  ión  alcóxido  se  representa  satisfactoriamente  por  una  sola  estructura.  En  cambio,  desarrollamos  dos  estructuras razonables  ( I y  II)  para  el  ácido  carboxílico,  y  también  dos  para  el  anión carboxilato  

 ambos  son  híbridos  de  resonancia.  Pero,  ¿es  igualmente  importante  la  resonancia  en  los  dos  casos?  Sabemos  que  la  resonancia  es mucho  más  importante  entre  estructuras  equivalentes,  como  III  y   IV,  que  entre  estructuras  no  equivalentes,  I  y II.  Así  pues,  a  pesar  de  que ácido  y  anión  se  estabilizan  por  resonancia  la  estabilización  es  mucho   mayor para  el  anión  que  para  el  ácido.  El  equilibrio  se  desplaza  en  la dirección  de  la  ionización  mayor,  y  aumenta  Ka.

En  rigor,  es  más  correcto  decir  que  la  resonancia  es  menos  importante  para  el  ácido  porque  las  estructuras  contribuyentes  son  de  estabilidad diferente,  mientras  que  las  equivalentes  para  el  ión  deben  ser  necesariamente  de  igual  estabilidad.  En  la  estructura  II,  dos  átomos  de electronegatividad  similar  portan  cargas  opuestas;  como  es  necesario  aplicar  energía  para  separar  cargas  opuestas,  II  debería  ser  más energética,  y  por  tanto  menos  estable  que  I.  La  consideración  de  la  separación  de  cargas  es  una  de  las  reglas  empíricas  que  pueden  utilizarse para  estimar  la  estabilidad  relativa y, en  consecuencia,  la  importancia  relativa  de  una  estructura  contribuyente.

Por  consiguiente,  la  acidez de  un  ácido  carboxílico se  debe  a  la  fuerte  estabilización  por  resonancia  de  su  anión.  Esta  estabilización  y  la  acidez resultante  sólo  son  posibles  por  la  presencia  del  grupo  carbonilo.

Propiedades físicas
Los ácidos carboxílicos presentan una polaridad importante, debida al doble enlace carbono-oxígeno y al grupo hidroxilo, que interacciona mediante puentes de hidrógeno con otras moléculas como agua, alcoholes u otros ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos de menor tamaño (hasta cuatro carbonos) son totalmente solubles en agua debido a las importantes interacciones que se establecen entre las moléculas del ácido y las de agua. Puros o en disolución acuosa se encuentran formando dímeros unidos mediante puentes de hidrógeno. 

ALDEHÍDOS Y CENTONAS

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Propiedades físicas

§  La doble unión del grupo carbonilo son en parte covalen y en parte ionicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido al fenómeno de resonancia

§  Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomeria tautomerica. Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio, la reacción tiene que ser débil , las cetonas también se obtienen de la deshidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados como permanganato de potasio y se obtienen con una reacción débil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico.

Propiedades químicas

§  Se comportan como reductor, por oxidación el aldehído da ácidos con igual número de átomos de carbono.

La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica.

HEMIACETALES 

En Química de carbohidratos, un hemiacetal es una molécula que contiene un grupo hidroxilo -OH y un residuo alcoxido -OR unidos a un mismo átomo de carbono. Se forma por reacción de adición nucleófila de un aldehído con un alcohol.

Estructuras cíclicas

Los azucares (especialmente los conformados por 5 y 6 carbonos) normalmente existen como moléculas cíclicas en vez de las formas de cadena abierta como suelen representarse en unaproyección de Fisher. La ciclación tiene lugar como resultado de la interacción entre grupos funcionales en carbonos distantes, como C-1 y C-5, que és donde toma lugar la formación de hemiacetales, en este caso cíclicos. Estas formas cíclicas se representan mediante la proyección de Haworth.

ACETAL

En quimica, un acetal es una molecula con dos grupos alcoxi, unidos a un mismo atomo de carbono. Se suele diferenciar a los acetales de los cetales. Mientras que el átomo de carbono funcional de los cetales está unido necesariamente a dos átomos de carbono, en los acetales al menos una de las valncias la ocupa un átomo de hidrogeno. Sin embargo, las definiciones actuales consideran a los cetales como un subgrupo de los aceta les.

Oxidación del hierro.

La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor.

La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. Entre varias sustancias con el mismo estado de oxidación; la capacidad oxidante difiere grandemente según el ligante Así el -CF3 tiene una electronegatividad (el C) similar a la del cloro (3,1) mucho mayor que por ejemplo -CBr3, aunque ambos tengan el mismo número de oxidación. Las propiedades del HBrO3 son muy diferentes a la del BrF5 éste último es mucho más oxidante aunque ambos tengan la misma valencia.

Tipos de oxidación

·         Oxidación lenta

o    La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena).

·         Oxidación rápida

o    La que ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos)

Combinaciones

Cuando el oxígeno se combina con un metal, puede formar o bien óxidos básicos o peróxidos, estos óxidos se caracterizan por ser de tipo básicos.

Si se combina el oxígeno con un no metal forma óxidos ácidos también llamados anhídridos y caracterizados por ser de tipo ácido (actúan como ácido).

Ejemplo

El hierro puede presentar dos formas oxidadas.

Fe2O2 → FeO

Fe2O3

Consecuencias

En los metales una consecuencia muy importante de la oxidación es la corrosión, fenómeno de impacto económico muy negativo.

Combinando las reacciones de oxidación-reducción (redox) en una celda galvánica se consiguen las pilas electro químicas(ver pila eléctrica). Estas reacciones pueden aprovecharse para evitar fenómenos de corrosión no deseados mediante la técnica del ánodo de sacrificio y para la obtención de corriente eléctrica continua.