Química analítica

ca àcid carbàmic, n m
es ácido carbámico, n m
en carbamic acid, n

Química orgànica

Definició

Cadascun dels àcids de fórmula general RNHCOOH, en què R representa generalment un grup alquil, els quals són inestables en estat lliure perquè es descomponen espontàniament i donen diòxid de carboni i l'amina RNH₂.

Nota

L'àcid carbàmic apareix com a intermediari de reacció en algunes reaccions de la síntesi d'amines. En estat lliure dona carbamats i uretans estables, els quals es troben en la sang i l'orina dels mamífers.

ca àcid carboxílic, n m
es ácido carboxílico, n m
en carboxylic acid, n

Química orgànica

Definició

Cadascun dels àcids de fórmula general RCOOH que contenen un grup carboxil i manifesten les propietats àcides que aquest els confereix.

Nota

Segons quina sigui la naturalesa del grup R, els àcids carboxílics es classifiquen en alifàtics (que poden ser saturats o insaturats), aromàtics i heterocíclics.

Les propietats físiques dels àcids carboxílics depenen de l'estructura i la massa molecular relativa. En principi, fonen i bullen netament per damunt dels alcohols, les amines, els aldehids i les cetones del mateix nombre de carbonis. Això té relació amb el fet que poden formar fàcilment enllaços intermoleculars per pont d'hidrogen i fins i tot poden estar associats, formant dímers, a través dels grups carboxil (vegeu la imatge 2).

Les seves propietats físiques varien a mesura que augmenta la massa molar. Això es deu al fet que la influència del grup carboxil en una molècula disminueix a mesura que s'allarga la cadena hidrocarbonada. Així, per exemple, la solubilitat en aigua decreix molt ràpidament, i això mateix també passa amb l'olor.

En general, els àcids carboxílics són àcids febles, amb valors pK_a que acostumen a variar entre 3 i 5. L'acidesa disminueix amb la massa molecular i augmenta amb la proximitat d'un doble enllaç al grup carboxil. Els àcids carboxílics aromàtics tendeixen també a ser més forts que els àcids carboxílics alifàtics (vegeu la imatge 3). La presència de substituents que atreuen electrons augmenta l'acidesa del grup carboxil per efecte inductiu. Aquesta acció es fa particularment palesa en el cas dels àcids carboxílics halogenats. De manera semblant, l'anell de benzè també augmenta l'acidesa per efecte de ressonància. Tant l'efecte inductiu com l'efecte de ressonància hi contribueixen estabilitzant l'anió carboxilat format per la reacció de l'àcid carboxílic amb una base suficientment forta, ja que la càrrega negativa es deslocalitza entre els dos àtoms d'oxigen del grup carboxil i el substituent en qüestió.

Els àcids carboxílics poden tenir origen natural o sintètic, si bé són els compostos els que més freqüentment es troben a la natura, ja sigui en forma d'àcids carboxílics o com a derivats d'aquests àcids. No són tan presents en els animals, per bé que hi ha àcid fòrmic en les formigues i en el verí de les abelles. En canvi, són molt abundants en els fluids cel·lulars de les plantes (per exemple, contenen àcid fòrmic, àcid oxàlic, àcid màlic, àcid ascòrbic, àcid tartàric i àcid cítric) i en nombroses resines d'origen vegetal (per exemple, l'àcid abiètic, l'àcid benzoic i l'àcid cinàmic). Les plantes contenen àcids carboxílics en abundància, en forma de sals en els seus fluids aquosos i en forma d'èsters en els olis essencials. No obstant això, és sobretot en forma d'èsters glicèrics, els quals constitueixen els greixos, que els àcids carboxílics són universalment presents en els éssers vius.

Diversos àcids carboxílics es formen fàcilment per fermentació, ja sigui per fermentació acètica de l'alcohol, per fermentació làctica o per fermentació butírica dels glúcids, entre altres. Els àcids carboxílics que es troben combinats en els greixos són els àcids grassos. D'altra banda, un àcid carboxílic alifàtic es pot obtenir indirectament per l'oxidació d'un alcohol primari (alcohol primari → aldehid → àcid carboxílic) o bé per l'oxidació directa d'un aldehid. En canvi, un àcid carboxílic aromàtic es pot obtenir oxidant les cadenes alifàtiques d'un hidrocarbur benzènic mitjançant l'acció d'un oxidant fort.

Des del punt de vista industrial, hi ha alguns àcids que tenen un interès especial. D'una banda, els que tenen una cadena curta i insaturada, bàsicament per la presència d'un enllaç doble carboni-carboni (vegeu la imatge 4). D'altra banda, els que contenen dos grups carboxil, considerats àcids dicarboxílics (vegeu la imatge 5). Els àcids monocarboxílics (RCOOH) insaturats constitueixen la matèria primera per a obtenir alguns polímers d'addició, com les resines acríliques que es poden obtenir per polimerització de l'àcid acrílic o els seus derivats. Els àcids dicarboxílics tenen utilitats ben diverses: com a acidulants en alimentació (com l'àcid adípic) o bé com a blanquejants de teixits (com l'àcid oxàlic), entre altres. També es fan servir com a reactius de laboratori. A més, tenen interès sintètic, ja sigui com a producte intermediari de síntesi en l'obtenció d'alguns productes farmacèutics (com l'àcid oxàlic, que permet produir barbiturats) i de colorants (com l'àcid succínic). Els èsters de l'àcid carboxílic s'utilitzen en perfumeria, entre altres usos. Particularment, l'àcid adípic té interès perquè polimeritza amb la 1,6-hexandiamina i forma el niló 66.

Des d'un punt de vista formal, els àcids carboxílics són els precursors dels derivats d'àcids carboxílics, tals com els halurs d'acil (RCOCl), els anhídrids d'àcid (RCOOOCR), els èsters (RCOOR) i les amides (RCONH₂). També s'hi inclouen els nitrils (RC≡N), perquè es considera un derivat d'àcid carboxílic qualsevol compost que, per hidròlisi, genera l'àcid carboxílic corresponent. De la mateixa manera que els seus predecessors, aquests compostos tenen un considerable interès sintètic. La majoria de mètodes sintètics permeten transformar un derivat en un altre, i són més favorables aquelles transformacions que converteixen un derivat més reactiu en qualsevol altre que el segueix en ordre descendent de reactivitat: halurs d'acil > anhídrids d'àcid > aldehids > cetones > àcids > èsters > nitrils > amides. Tots aquests compostos tenen força interès per les utilitats que tenen, directes o en síntesi.

La hidròlisi dels greixos produeix àcids grassos de cadena llarga (C_14-20), generalment de nombre parell de carbonis, i glicerol, alguns de cadena saturada, com els àcids làuric, mirístic, palmític i araquídic (vegeu la imatge 6). També poden contenir insaturacions, que majoritàriament presenten la configuració cis (vegeu la imatge 7). Les sals de carboxilat de cadenes que tenen entre 12 i 18 carbonis tenen un interès especial perquè són solubles en aigua (vegeu la imatge 8). Els èsters també són importants per l'ús directe que se'n fa en perfumeria i per a l'obtenció de polímers ben diversos, com les fibres de polièster o les resines de poliuretà. Alguns derivats dels àcids carboxílics actuen com a reguladors en els processos biològics, com les prostaglandines (vegeu la imatge 9).

Vegeu també condensació i detergent.

ca àcid clorhídric, n m
ca àcid muriàtic, n m sin. compl.
es ácido clorhídrico, n m
es ácido muriático, n m
en hydrochloric acid, n
en muriatic acid, n

Química inorgànica

Definició

Hidràcid que conté fins al 38 % de clorur d'hidrogen en aigua, el qual es presenta com un líquid incolor o grogós, fumant i molt corrosiu.

Nota

L'àcid clorhídric s'obté per la dissolució en aigua de clorur d'hidrogen gas. Aquest clorur d'hidrogen gas es pot obtenir, principalment, per tres processos.

El procés més antic és la reacció d'halita amb un àcid no volàtil, com ara àcid sulfúric, mitjançant NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl i NaCl + NaHSO₄ → Na₂SO₄ + HCl. La viabilitat econòmica d'aquest procés depèn de la disponibilitat de grans jaciments naturals d'halita i de trobar una sortida al sulfat de sodi que es genera com a subproducte. Per tot això, aquest procés ha anat caient en desús.

El segon procés es fonamenta en la reacció directa del clor amb l'hidrogen, Cl₂ + H₂ → 2 HCl. S'utilitza quan es vol obtenir clorur d'hidrogen d'alta puresa. La reacció és altament exotèrmica i requereix forns i sistemes d'absorció dissenyats especialment per a aquesta finalitat.

Actualment, s'obté com a subproducte de les grans indústries d'obtenció de productes orgànics i petroquímics.

L'àcid clorhídric té innombrables usos. Es fa servir principalment en la fabricació de productes químics, en la indústria alimentària, en la metal·lúrgia i en els processos de dessulfuració del petroli, entre altres, però l'ús més important és la neteja de l'acer i altres metalls per a eliminar-ne la capa d'òxid que els recobreix. També té una gran utilitat en qualsevol procés que requereixi un ajustament del pH.

L'àcid clorhídric és el més important de tots els hidràcids quant a quantitat produïda i consumida per la indústria.

ca àcid clorosulfònic, n m
es ácido clorosulfónico, n m
en chlorosulfonic acid, n
for ClSO₃H

Química orgànica

Definició

Halooxoàcid del sofre obtingut per tractament de triòxid de sofre amb clorur d'hidrogen, que es presenta com un líquid fumant de color blanc groguenc i d'olor picant i té un punt d'ebullició de 158 ºC i un punt de fusió de -80 ºC.

Nota

L'àcid clorosulfònic té una densitat d'1,76-1,77 g/cm³ (20 ºC). És soluble en alcohol i sulfur de carboni. En contacte amb l'aigua s'hidrolitza i dona àcid sulfúric i àcid clorhídric.

És tòxic per inhalació, irritant per a la pell i els ulls. Pot produir cremades greus i, fins i tot, cremar materials combustibles.

Es fa servir com a agent sulfonant de compostos orgànics, com ara detergents sintètics, productes farmacèutics, pesticides i bescanviadors iònics.

ca àcid acètic, n m
ca àcid etanoic, n m sin. compl.
es ácido acético, n m
es ácido etanoico, n m
en acetic acid, n
en ethanoic acid, n
for CH₃COOH

Química orgànica

Definició

Àcid carboxílic derivat de l'età, que es presenta com un líquid incolor, de gust picant i d'olor molt característica i té un punt de congelació de 16,6 ºC i un punt d'ebullició de 118 ºC.

Nota

L'àcid acètic es considera un dels àcids carboxílics més simples. És present en el vinagre, al qual confereix les propietats àcides. És miscible amb l'aigua, l'alcohol i l'èter, i insoluble en el sulfur de carboni.

Si és químicament pur, amb una concentració mínima del 99,8 % i una densitat d'1,0492, rep el nom de àcid acètic glacial. L'àcid acètic glacial fàcilment cristal·litzarà a temperatura ambient a l'hivern, contràriament al que succeeix amb els altres tipus comercials, que contenen aigua.

És un excel·lent dissolvent per a moltes substàncies orgàniques, però també dissol el fòsfor i el sofre. Tant pur com en solució concentrada, del 50 % o més, és molt corrosiu per als teixits i pot causar cremades greus. És un àcid feble (K_a = 1,8 × 10^-⁵ a 25 ºC) i les seves propietats són les generals dels àcids carboxílics. Les seves sals i èsters són els acetats.

S'obté industrialment mitjançant el procés Monsanto, amb la reacció de metanol amb monòxid de carboni. Les principals aplicacions de l'àcid acètic són la fabricació dels seus èsters, d'anhídrid acètic, d'àcid cloroacètic i de diversos acetats metàl·lics.

ca àcid etilendiaminotetraacètic, n m
ca EDTA, n m sigla
es ácido etilendiaminotetraacético, n m
es EDTA, n m sigla
en ethylendiaminotetraacetic acid, n
en EDTA, n sigla
for (HOOCCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂COOH)₂

Química analítica

Definició

Àcid aminopolicarboxílic que és l'agent complexant més utilitzat.

Nota

Tot i que l'àcid etilendiaminotetraacètic és un àcid polipròtic, presenta comportament d'àcid feble amb pK₁ = 2,0; pK₂ = 2,67; pK₃ = 6,16 i pK₄ = 10,26. Aquests valors fan palès que dos dels hidrògens àcids es perden, en dissolució aquosa, molt més fàcilment que els altres dos.

A més dels quatre hidrògens àcids, cada àtom de nitrogen de l'àcid etilendiaminotetraacètic conté un parell d'electrons no enllaçants, la qual cosa fa que aquesta molècula presenti sis llocs per on pot arribar a enllaçar-se amb un catió. Aquest agent complexant es representa, en les reaccions, com a YH₄. En conseqüència, YH₃⁻, YH₂²⁻, YH³⁻, Y⁴⁻ en representen les formes ionitzades.

Com que l'àcid etilendiaminotetraacètic és poc soluble en aigua, no es fa servir per a preparar solucions patró. Tampoc no resulta pràctic emprar la sal tetrasòdica (Na₄Y) per a aquesta finalitat, ja que, en solució aquosa, presenta una hidròlisi molt forta. La forma més útil per a aplicacions analítiques és la sal disòdica (Na₂YH₂ · 2 H₂O). Aquesta sal, una vegada s'ha dessecat a 80 ºC té el comportament d'un patró, per la qual cosa se'n preparen solucions directament per pesada. En el cas que es dessequi entre 120 i 140 ºC, s'obté la sal lliure d'aigua de cristal·lització (Na₂YH₂), la qual també es pot emprar com a patró. Les solucions aquoses d'aquesta sal presenten un pH = 4,8 i són estables durant mesos, si es conserven en recipients de polietilè o de vidre borosilicatat.

En general, l'àcid etilendiaminotetraacètic reacciona amb ions metàl·lics de valència 2+, 3+ o 4+, amb els quals forma complexos d'estequiometria 1:1. Així: (a) M²⁺ + H₂Y²⁻ → MY²⁻ + 2 H⁺, (b) M³⁺ + H₂Y²⁻ → MY⁻ + 2 H⁺, (c) M⁴⁺ + H₂Y²⁻ → MY + 2 H⁺. La formació d'aquests complexos depèn molt del pH, de manera que habitualment, es fa servir una solució amortidora per tal de regular-lo. A més, hi ha una correlació aproximada entre la càrrega del catió i l'estabilitat del complex resultant, de manera que els complexos de l'àcid etilendiaminotetraacètic amb els cations divalents són molt estables en solucions bàsiques i en solucions lleugerament àcides; els complexos dels cations trivalents són estables en l'interval de pH comprès entre 1 i 2; els complexos dels cations tetravalents són estables a valors de pH FALTA FINAL.

ca àcid feble, n m
es ácido débil, n m
en weak acid, n

Química analítica

Definició

Àcid que en solució aquosa diluïda es dissocia parcialment.

Nota

Segons Arrhenius, la força d'un àcid només depèn del seu grau de dissociació en aigua, per tant, un àcid feble és un electròlit feble. La mesura de la seva força com a àcid estarà determinada pel valor de la seva constant de dissociació.

Un exemple d'àcid feble és l'àcid acètic, el qual es dissocia parcialment segons CH₃COOH $\rightleftharpoons$ CH₃COO⁻ + H⁺. En conseqüència, si s'aplica la llei d'acció de massa, la seva constant d'equilibri té un valor determinat: <expressió 5>. Segons Brönsted, cal tenir en compte l'equilibri entre dos parells acidobàsics conjugats, segons àcid₁ + base₂ → àcid₂ + base₁, on <expressió 6>. Si el valor de K és elevat, la reacció està desplaçada cap a la dreta, és a dir, l'àcid₁ és més fort que l'àcid₂, la qual cosa és equivalent a dir que la base₂ és més forta que la base₁. El que es fa habitualment és expressar el valor de K respecte a un parell acidobàsic conjugat de referència, el parell H₃O⁺/H₂O. Com a conseqüència, el que s'expressa és àcid₁ + H₂O → base₁ + H₃O⁺, on <expressió 7>. Ara bé, com que l'àcid forma part d'una solució diluïda, es pot considerar que la concentració d'H₂O és constant, de manera que <expressió 8>; és a dir, en aigua, els valors de K_a són coincidents, tant si s'aplica el concepte d'Arrhenius com el de Brönsted, la qual cosa no succeeix en el cas de les bases.

Vegeu també ^base feble^.

ca àcid fenòlic, n m
es ácido fenólico, n m
en phenolic acid, n

Química orgànica

Definició

Cadascun dels àcids que presenten un grup hidroxil i un grup carboxil units a un anell de benzè.

Nota

Els àcids fenòlics més importants són els derivats de l'àcid benzoic i de l'àcid cinàmic.

ca àcid fòrmic, n m
ca àcid metanoic, n m sin. compl.
es ácido fórmico, n m
es ácido metanoico, n m
en formic acid, n
en methanoic acid, n
for HCOOH

Química orgànica

Definició

Àcid carboxílic d'un sol àtom de carboni, que es presenta com un líquid d'olor picant i desagradable i té un punt de fusió de 8,3 ºC i un punt d'ebullició de 100,8 ºC.

Nota

L'àcid fòrmic té una densitat d'1,220 g/ml (20/4 ºC). És soluble en aigua, alcohol i èter. És el més simple dels àcids orgànics. És tòxic i, en contacte amb la pell, produeix cremades.

Es troba a les ortigues i en la suor. Va ser descobert el 1749 per A. S. Margraft en la destil·lació aquosa de les formigues roges.

Es fa servir molt per als banys de mordent i de tintura en la indústria tèxtil, com a desinfectant i germicida, com a dissolvent per a perfums, com a plastificant de resines viníliques i com a coagulant del làtex del cautxú.

ca àcid fort, n m
es ácido fuerte, n m
en strong acid, n

Química analítica

Definició

Àcid que en solució aquosa diluïda es dissocia totalment.

Nota

Segons Arrhenius, la força d'un àcid només depèn del seu grau de dissociació en l'aigua, per tant, un àcid fort és un electròlit fort.

Un exemple d'àcid fort és l'àcid clorhídric, el qual es dissocia totalment segons HCl → H⁺ + Cl⁻. En aquest cas, l'aplicació de la llei d'acció de masses comporta un valor no determinat de la constant d'equilibri: K_a = [H⁺][Cl⁻]/[HCl] = ∞.

Vegeu també ^base forta^.

Química analítica

Cerca bàsica

Cerca avançada

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota

Definició

Nota