¿Por qué el ácido acético es más fuerte que el ácido propiónico, pero el ácido butanoico también es más fuerte que el ácido propiónico?

Permíteme dividir los pelos. Entonces, los efectos de la donación de electrones van a H <CH2 <CH3. Además, los efectos inductivos disminuyen rápidamente con la distancia, ya que son a través de efectos de enlace, no a través de enlaces pi.

De acuerdo, obtengamos también un poco más de datos. A continuación se presentan los pKas para la serie homóloga de ácido metanoico a hexanoico:

pKa = 3.75 H-COOH (ácido metanoico)
pKa = 4.78 CH3-COOH (ácido acético)
pKa = 4.88 CH3-CH2-COOH (ácido propiónico)
pKa = 4.82 CH3-CH2-CH2-COOH (ácido butanoico)
pKa = 4.84 CH3-CH2-CH2-CH2-COOH (ácido pentanoico)
pKa = 4.88 CH3-CH2-CH2_CH2-CH2-COOH (ácido hexanoico)

Recordando que los efectos inductivos disminuyen rápidamente y que CH3 es mejor donando densidad de electrones que CH2 … el alfa CH2 en el ácido propiónico tiene un CH3, mientras que en el ácido butanoico es un CH2 y esto puede explicar la serie de pKas. La extensión de este argumento explicará las tendencias restantes. Si bien la diferencia en pKas es pequeña y uno podría argumentar que las diferencias no son significativas para los posibles errores en la medición, la tendencia es demasiado consistente y no creo que el error en las mediciones pueda usarse para argumentar que realmente no hay tendencia.

Esto es un poco difícil de explicar debido a la diferencia en la fuerza porque, en general, se puede argumentar a través de la inducción y los efectos mesoméricos. Sin embargo, aquí no tiene efecto mesomérico, y ambos tienen el mismo grupo sustituyente unido, solo un grupo metileno adicional. Entonces, quizás la fuerza del ácido butanoico se pueda atribuir a las propiedades del solvente en soluciones acuosas / no acuosas.

Ka para ácido propanoico = 1.34 × 10−5

Ka para el ácido butanoico ácido = 1.48 × 10−5

Tenga en cuenta que la solubilidad en solventes orgánicos aumenta con el aumento de los grupos metileno.

Un mayor efecto inductivo sobre el carbono del grupo carboxilo alejará los electrones de oxígeno, por lo que el hidrógeno estará más unido a los oxígenos, lo que significa que será menos ácido. Esto explica por qué el ácido acético es más fuerte que el ácido propinoico.

Puede tener algo que ver con la dimerización de los ácidos, o una ligera diferencia en los coeficientes de actividad, o pequeñas diferencias en la hidratación de los iones. agregar grupos CH2 tiene poco efecto a medida que la cadena se alarga.

Si los miembros son correctos, no lo sé; pero creo que no lo son. No hay forma de medir el pKa con esa precisión. Te sugiero que ignores estos; El principio básico que usted afirma es correcto; también el efecto desestabilizador del alquilo tendrá proporciones como esta: 1000, 100, 10, 1; tienes la idea? el ácido propiónico debería ser más ácido que el ácido butanoico en menos / aproximadamente 10%; eso está dentro de un error de medición de pKa.

El error del 10% para las mediciones termodinámicas es muy común.