Задание 1. Расположите следующие кислоты Брёнстеда: этанол, бутанол, глицерин, фенол, уксусная кислота – в порядке убывания их кислотности в водном растворе.

Решение. В данной задаче предлагается сравнить кислотность трех классов органических соединений: спиртов, фенолов, карбоновых кислот. Данные соединения являются ОН^- кислотами:

Значит, основными факторами, определяющим стабильность аниона, являются – влияние заместителя и влияние растворителя. Для сравнительной оценки кислотности предложенных соединений следует рассмотреть стабильность соответствующих анионов.

Фенолы являются более сильными кислотами по сравнению с алифатическими спиртами из-за большей стабильности феноксид-иона, в котором отрицательный заряд делокализуется с участием атомов углерода бензольного кольца (р, -сопряжения).

Карбоновые кислоты являются более сильными кислотами по сравнению с фенолами за счет стабилизации карбоксилат-иона, в котором отрицательный заряд за счет р, -сопряжения распределен поровну между двумя атомами кислорода:

Сравним силу кислотных свойств в ряду различных спиртов, основываясь на стабильности соответствующих анионов:

Глицерин является более сильной кислотой по сравнению с этанолом, так как глицерат-ион является более стабильным, чем этоксид-ион, за счет наличия в глицерине двух электроноакцепторных гидроксильных групп
(–I-эффект), которые способствуют делокализации отрицательного заряда.

Этанол является более сильной кислотой, чем бутанол, так как небольшой по размеру этоксид-ион лучше сольватирован по сравнению с бутоксид-ионом:

Спирты, как слабые кислоты, не реагируют с гидроксидами металлов. Однако спирты способны реагировать со щелочными металлами:

Фенолы в целом более сильные кислоты, чем спирты, реагируют со щелочами:

Карбоновые кислоты обладают более сильными кислотными свойствами, чем спирты и фенолы. Они могут взаимодействовать не только с гидроксидами металлов, но и с солями слабых кислот:

Кислотные свойства предложенных соединений возрастают в следующем порядке:

уксусная кислота > фенол > глицерин > этанол > бутанол