13.3 : Acidität von Carbonsäuren

Carbonsäuren sind die stärksten organischen Säuren. Ihre Säurestärke ist jedoch viel geringer als die von Mineralsäuren wie HCl. Carbonsäuren ionisieren in Wasser und verlieren leicht das Hydroxylproton, um ein resonanzstabilisiertes Carboxylation zu bilden.

Die Säuredissoziationskonstante (K_a) oder der pK_a-Wert gibt das Ausmaß der Ionisierung an und spiegelt die mäßige Säurestärke von Carbonsäuren wider. Für einfache Carbonsäuren liegen die K_a-Werte bei etwa 10^–5 und die pK_a-Werte im Bereich von 4–5. Im Vergleich dazu sind Alkohole und Phenol weniger sauer als Carbonsäuren.

Der höhere Säuregehalt von Carbonsäuren ist auf die höhere Stabilität ihrer konjugierten Base – des Carboxylatanions – zurückzuführen. Im Carboxylatanion wird die negative Ladung des Carboxylat-Sauerstoffs durch die elektronenziehende Wirkung der Carbonylgruppe reduziert und dadurch das Anion stabilisiert. Bei Alkoxiden wird jedoch kein solcher induktiver Effekt beobachtet, was zu einer geringeren Stabilität und Azidität führt.

Wie unten dargestellt, wird bei der Resonanzstabilisierung von Acetationen die negative Ladung auf beide Sauerstoffatome delokalisiert, anstatt wie im Fall von Ethoxidionen auf einem zu verbleiben. Im Fall von Phenoxid erfolgt die Ladungsdelokalisierung an einem elektronegativen Sauerstoffatom und drei Kohlenstoffatomen anstelle von zwei elektronegativen Sauerstoffatomen. Daher sind Phenole weniger sauer als Carbonsäuren, aber saurer als Alkohole.