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¿Por qué el compuesto 3,4-dihidroxi-3-ciclobuteno-1,2-diona es más ácido que el ácido acético?

¿Por qué el compuesto 3,4-dihidroxi-3-ciclobuteno-1,2-diona es más ácido que el ácido acético?

Title compound

No entiendo cómo su estabilización de resonancia es mucho mayor que la del ácido acético a pesar de que la base conjugada tiene una alta tensión angular. ¿Cómo es que es más estable que el ion acetato? En la consideración de la acidez, ¿por qué sólo se tiene en cuenta la dispersión de carga de la resonancia y no la tensión angular?

Para las comparaciones de estabilidad de los aniones así formados estoy atascado en la estructura de resonancia también:

resonating structures

Por último, quiero saber si sería más ácido que el ácido fórmico.

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hotei Puntos 3394

Esta molécula se conoce comúnmente como ácido escárico. El Entrada de Wikipedia da las posibles estructuras de resonancia de la base conjugada (añadidas aquí por comodidad): Squaric acid dianion resonance structures

Se puede ver que hay cuatro posibles estructuras de resonancia para la base conjugada, resultantes de la proximidad de dos grupos cetona y dos grupos hidroxilo alrededor del anillo. Esta proximidad permite el movimiento de electrones alrededor del anillo cuadrado y entre el anillo y cada átomo de oxígeno.

Por otro lado, ácido acético (o más bien, el anión acetato conjugado) tiene sólo dos estructuras de resonancia, como se ve aquí: Acetate anion resonance structures

Dado que el principio es que una molécula con más estructuras de resonancia es más estable que una molécula con menos estructuras de resonancia, el anión ácido escuárico es más estable que el anión acetato. Dado que una base conjugada más estable hace que un ácido sea más fuerte, se considera que el ácido cuadrático es más fuerte que el ácido acético.

Esta conclusión también es evidente por los valores de Pka. Esta tabla proporciona los valores de Pka para muchos ácidos, entre ellos el cuadrático, el acético y el fórmico. Puede ver que el ácido cuadrático tiene dos valores para dos protones ácidos: 1,5 para el primer protón y 3,5 para el segundo. El ácido acético tiene un valor Pka de 4,75 y el ácido fórmico tiene un valor Pka de 3,75. Esto significa que el ácido más fuerte de los tres es el ácido cuadrático, seguido del ácido fórmico, y el menos ácida de ellos es el ácido acético.

Ácido escárico > Ácido fórmico > Ácido acético

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Puede ayudar en las estructuras de resonancia del primer anión formado cuando sólo un protón es extraído

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Es como lo dibujaste en tu cuaderno. Ten en cuenta que los protones se asocian y disocian constantemente de los átomos de oxígeno cargados (cualquiera de los cuatro átomos de oxígeno) cuando se ha alcanzado el equilibrio. Si nos imaginamos esos breves momentos en los que la molécula está resonando de forma monoprótica, es como la has dibujado.

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Entonces tiene sólo dos formas de resonancia para la primera ionización entonces por qué son éstas más estables que las del ion acetato

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