PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay, các hợp chất hữu cơ đóng một vai trò quan trọng các lĩnh vực khoa học kĩ
thuật và trong đời sống của nhân loại. Do đó, việc tìm hiểu các tính chất của nó không chỉ giúp
hoàn thiện về mặt lý thuyết mà còn có thể ứng dụng vào thực tế. Tuy nhiên,các nguyên tử
Carbon với khả năng hình thành liên kết với các nguyên tử khác và đặc biệt còn có khả năng
liên kết với chính bản thân nó đã hình thành nên hàng triệu hợp chất hữu cơ khác nhau từ đơn
giản đến phức tạp. Và cùng với đó,các hợp chất hữu cơ biểu hiện đa dạng các tính chất hóa
học khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc và các điều kiện khác nhau. Do đó việc tìm ra những tính
chất hóa học chung của nhiều hợp chất hữu cơ,cũng như những tính chất riêng của nó là điều
quan trọng đối với việc học tập chuyên ngành hữu cơ nói riêng và ngành hóa học nói chung.
Và một trong những tính chất chung,thường thấy ở các hợp chất hữu cơ có nhóm chức là tính
acid. Đây là một trong những tính chất quan trong, có ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của
các hợp chất hữu cơ. Vậy tính acid của các hợp chất hữu cơ là gì? Hợp chất nào có tính acid?
Các yếu tố nào ảnh hưởng đến tính chất ấy? Các câu hỏi trên sẽ được lần lượt trình bày trong
tiểu luận này với đề tài “Tính Acid của các hợp chất hữu cơ”.
Mặc dù đã cố gắng nhưng tiểu luận có thể còn sơ suất do hạn chế về sự hiểu biết và thời gian,
kính mong nhận được sự nhận xét, đánh giá của thầy. Em xin chân thành cảm ơn!
PHẦN NỘI DUNG
Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ACID HỮU CƠ
1.Sơ lược về thuyết acid
Các khái niệm về acid được trình bày ở nhiều lý thuyết khác nhau, trong đó: [2]
• Theo thuyết cổ điển của Arrhenius thì Acid là những chất trong nước điện ly cho cation
H
+
( gọi là proton) và anion gốc axit
HCl H
+
+ Cl
-


Ahsol AH + Sol A + H A
-
+ H
+
H
+
sol + A
-
H
+
sol + A
-
sol
(1) (I) (2) (II) (3) (III) (4) (IV) (5) (V) (6)
• Giai đoạn (I) : chi phí năng lượng để desolvat phân tử AH
• Giai đoạn (II) chi phí năng lượng để phân cắt liên kết A-H, tính ổn định của gốc
chịu ảnh hưởng nhỏ.
• Giai đoạn (III) chuyển electron –phụ thuộc vào ái lực elevtron của A : càng lớn ,
anion tạo thành càng bền, điện tích âm càng được giải tỏa. Độ bền của anion càng
tăng thì mức năng lượng của sản phẩm (4) giảm.
• Giai đoạn (IV) và (V) là giai đoạn phát nhiệt do solvat hóa ion H
+
và anion. Năng
lượng solvat hóa anion lớn hơn phân tử không phân ly, giai đoạn (V) ảnh hưởng lớn
hơn (I). Năng lượng solvat hóa càng lớn nếu điện tích càng ít giải tỏa, do đó, chịu
ảnh hưởng lớn của các nhóm thế. Nếu nhóm thế hút electron thì tính ổn định anion
tăng, năng lượng solvat hóa giảm.
Tính acid của các hợp chất hữu cơ chịu ảnh hưởng rất lớn từ các hiệu ứng điện tử trên các
nhóm thế. Ngoài ra nó còn chịu ảnh hưởng của thể tích nhóm thế, tương tác nội phân tử và
tương tác hydro nội.

1.Tính axit cua Rượu: [3]
Alcohol là các hợp chất lưỡng tính, có khả năng nhận thêm một proton, hình thành cation
trung gian dạng RO
+
H2 và cũng có khả năng cho đi một proto để tạo thành dạng anion. Tuy
nhiên tính axit của rượu rất yếu.Độ phân ly của axit còn yếu hơn của nước, do hiệu ứng đẩy
điện tử của các (+I) của gốc hydrocacbon. Khi thây thế nguyên tử hydrogen trong nhóm CH3-
của CH3OH bằng những nhóm thế khác nhau, tính axit của alcohol cũng sẽ thay đổi theo. Các
nhóm thế đẩy điện tử (+I) sẽ làm giảm tính axit . Giá trị pKa của một số hợp chất rượu so với
một số hợp chất có tính axit khác được đo ở bảng sau:

Bảng 1.Giá trị pKa của một số alcohol
ROH pKa ROH pKa
(CH3)3COH 20 CH3CH2OH 18
CH3OH 16 HOCH2CH2OH 15,1
CH3OCH2CH2OH 14,8 ClCH2CH2OH 14,3
F3CCH2OH 13,6 ClCHCH2OH 12,9
Do có tính axit yếu nên alcohol không có khả năng phản ứng với các base như Na2CO3 hay
NaOH . Tính axit của alcohol yếu hơn nước, do đó phản ứng giữa alcohol và xút không xảy ra
mà chỉ xuất hiện cân bằng chuyển dịch theo chiều ngược lại. Alcohol chỉ có khả năng tham gia
phản ứng với các base mạnh như kiêm loại kiềm , hợp chất cơ magnesim, các base như NaH
hoặc NaNH2. Phản ứng sẽ hình thành các hợp chất alkoxide có tính base mạnh.
R-OH + HC ≡ CNa C ≡ C + RONa
R-OH + Na RONa + H2
R-OH + NaNH RONa + NH3
2. Tính axit của phenol [4]
Do hiệu ứng +C giữa nhóm –OH và nhân thơm, liên kết O-H của phenol trở nên phân cực
hơn so với lien kết O-H của alcohol. Anion phenolate C6H5O- bền do điện tích âm được giải
tỏa vào nhân thơm nhờ hiệu ứng liên hợp. Do đó, phenol có tính axit mạnh hơn so với alcohol
và nước. Tuy nhiên tính axit của phenol lại yếu hơn acid carboxylic. Chính vì vậy khác với

+ H3O
+

Đối với dung dịch loãng, nồng độ của H2O hầu như không thay đổi, hằng số phân ly của acid
được biều diễn bằng công thức pKa= -lgKa
Mỗi acid có một hằng số Ka đặc trưng, người ta sử dụng giá trị Ka hoặc pKa để so sánh acid
của các acid khác nhau. Hằng số phân ly Ka càng lớn, tức là chỉ số pKa càng nhỏ , tính acid sẽ
càng mạnh. Hầu hết các carboxylic acid không mang nhóm thế có giá trị Ka khoảng 10
-4
-10
-5
.Mặc dù có tính acid yếu hơn các acid vô cơ, carboxylic acid có tính acid mạnh hơn phenol
(pKa=10), nước (pKa=14).
Cấu tạo của các gốc hydrocarbon cũng như bản chất của các nhóm thế ảnh hưởng rất lớn
đến tính axit của carboxylic acid. Các gốc hydrocarbon chứa nhóm thế hút điện tử làm liên kết
O-H càng phân cực,proton càng dễ tách ra, carbonxylate sinh ra càng bền, tính acid sẽ tăng
lên. Ngược lại, gốc hydrocarbon đẩy điện tử làm giảm khả năng phân ly của proton cũng như
làm carbonxylate anion sinh ra càng kém bền, tính acid sẽ giảm xuống.
3.1. Các acid béo no [4]
- Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong HCCOH bằng các gốc ankyl, tính acid sẽ giảm
xuống. Tăng chiều dài mạch C, tính acid càng giảm. Tuy nhiên, carboxylic acid có số lượng
nguyên tử C lớn hơn 8 có tính acid thay đổi không đáng kể.
(CH3)3C-COOH < (CH3)2CH-COOH < CH3CH2-COOH
- Trong phân tử chứa nhóm thế hút điện tử càng mạnh thì tính acid càng tăng.
HO-CH2COOH < Cl-CH2COOH < NC-CH2COOH
- Nhóm thế hút điện tử càng gần nhóm carboxyl thì tính acid càng tăng, do hiệu ứng giảm
nhanh theo sự tăng chiều của mạch carbon.
(CH2)3Cl-COOH < CH3-CHCl-CH2-COOH < CH3-CH2-CHCl-COOH

3.2.Các acid béo không no: [4]

- Các nhóm thế hút điện tử theo hiệu ứng –C, -I ( ví dụ như –NO2) luôn làm tăng tính acid.
Ngoài ra, khi ở vị trí para- , cả hay hiệu ứng –C và –I cùng phát huy tác dụng. Trong khi đó ở
vị trí meta- chỉ có hiệu ứng –I phát huy tác dụng do hệ liên hợp trở nên không liên tục, do đó
tính acid giảm so với trường hợp nhóm thế ở vị trí para
- Đối với các nhóm thế có hiệu ứng –I và +C ( ví dụ -OH, -OR), chỉ có vị trí para- thì hiệu
ứng +C mới phát huy tác dụng nên tính acid giảm so với trường hợp ở vị trí meta-
- Riêng dãy halogen, cho dù ở vị trí nào cũng cho hiệu ứng –I mạnh hơn +C nên tính acid tăng,
trong đó nhóm thế halogen ở vị trí meta-làm tăng tính acid so với vị trí nhóm para- do hiệu
ứng cộng C phát huy tác dụng ở vị trí para
Giá trị pKa của một số acid được tóm tắt trong bảng sau:
Bảng 2: Giá trị pKa của một số acid sau
Acid Vị trí nhóm thế trong nhân thơm
Ortho- Meta- Para-
CH3C6H5COOH 3.91 4.27 4.36
NH2C6H4COOH 4.97 4.78 4.92
FC6H4COOH 3.27 3.87 4.14
ClC6H4COOH 2.92 3,82 3.98
BC6H4COOH 2.85 3.81 3.97
Chương III- SO SÁNH TÍNH ACID CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ
1. Nguyên tắc chung để so sánh tính acid của các hợp chất hữu cơ :
Trong hóa học hữu cơ, các hợp chất hữu cơ có tính acid khi có liên kết Z-H phân cực
trong phân tử mà phổ biến thường thấy là O-H. So Sánh tính acid của các chất hữu cơ tức là
so sánh độ phân cực của liên kết O-H hay chính là độ linh động của nguyên tử H trong hợp
chất hữu cơ. Hợp chất nào có độ linh động của nguyên từ H càng cao thì tính axit càng mạnh.
Ngoài ra một yếu tố khác cũng rất quan trọng liên quan đến độ mạnh yếu của acid , đó là sự
hình thành anion bền sau khi đã tách H
+
ra khỏi phân tử, anion tạo thành càng bền thì tính acid
càng lớn. [1]
Xét hai acid H-A và H-B, nếu A có độ âm điện lớn hơn B thì đôi điện tử dùng chung trong

2. Thứ tự ưu tiên so sánh : [1]
- Để so sánh trước hết, ta xét xem các hợp chất hữu cơ (HCHC) cùng nhóm chức chứa nguyên
tử linh động ( VD : OH hay dạng Z-H ) hay không.
-Nếu các hợp chất hứu cơ có cùng nhóm chức, có chứa H linh động thì ta phải xét xem gốc
hydrocacbon của các hợp chất hữu cơ đó đó là gốc đẩy điện tử hay hút điện tử (đã được trình
bày ở chương 2)
+ Nếu các HCHC liên kết với các gốc đẩy điện tử ( hyđrocacbon no )thì độ linh động của
nguyên tử hay tính axit của các hợp chất hữu cơ đó giảm.
+Nếu các HCHC liên kết với các gốc hút điện tử ( hyđrocacbon không no ,hyđrocacbon thơm )
thì độ linh động của nguyên tử hay tính axit của các hợp chất hữu cơ đó tăng.
-So sánh tính axit ( hay độ linh động của nguyên tử ) của các hợp chất hữu cơ khác nhóm
chức Tính axit giảm dần theo thứ tự: Axit Vô Cơ > Axit hữu cơ > > Phenol > Nước> Rượu.
-Tĩnh axit của hợp chất hữu cơ giảm dần khi liên kết với các gốc hyđrocacbon( HC) sau :
Gốc HC có liên kết 3 > gốc HC thơm > gốc HC chứa liên kết đôi > gốc HC no .
-Nếu hợp chất hữu cơ cùng liên kết với các gốc đẩy điện tử ( gốc hyđrocacbon no) thì gốc axit
giảm dần theo thứ tự : gốc càng dài càng phức tạp ( càng nhiều nhánh ) thì tính axit càng giảm.
-Nếu các hợp chất hữu cơ cùng liên kết với các gốc đẩy điện tử nhưng trong gốc này lại chứa
các nhóm hút điện tử (halogen ) thì tính axit tăng giảm theo thứ tự sau :
+ Cùng 1 nguyên tử halogen , càng xa nhóm chức thì thì tính axit càng giảm .
+ Nếu cùng 1 vị trí của nguyên tử thì khi liên kết với các halogen sẽ giảm dần theo thứ tự : từ
lớn đến nhỏ.
3. So sánh tính acid trong hợp chất acohol và phenol [4]
Các hợp chất alcohol nói chung (ROH) là những acid rất yếu, trong đó mức độ phân ly
thành proton phụ thuộc vào cấu trúc của gốc hydrocarbon R.
• Các alcohol no mạch hở như methanol, ethanol, có tính acid yếu hơn nước. Nguyên
nhân là do gố R có hiệu ứng đẩy điện tử +I. Làm cho proton khó bị phân ly.
• Các alcohol chứa nhóm thế hút điện tử, có hiệu ứng –I sẽ làm tăng độ phân cự của liên
kết O-H. Proton dễ bị phân ly, nên có tính acid mạnh hơn trường hợp trên.
• Cũng có thể giải thích dựa vào độ bền của anion RO
-

NO- ở vị trí meta- chủ yếu chỉ tác động lên nhóm –OH bằng hiệu ứng –I nên hệ liên hợp từ
-OH và NO2 bị gián đoạn. Do đó tác động hút điện tử của nhóm NO2 lên nhóm –OH là bé nhất
nên có tính acid là nhỏ nhất.
4. So sánh tính acid của các hợp chất carboxylic [4]
Ta biết, khi so sánh độ mạnh yếu của các acid người ta thường hay sử dụng chỉ số Ka. Do
đó, khi so sánh tính acid của một dãy các acid, ta đánh giá bằng sự thay đổi Ka của acid so với
acid không thế. Khi xét ảnh hưởng của nhóm thế, trước hết phải phân tích ảnh hưởng của
nhóm thế đến Ka ở trạng thái khí với quan niệm rằng, hiệu ứng electron là sự truyền ảnh hưởng
của hiệu ứng này với trung tâm phản ứng là trung tâm nội phân tử làm thay đổi Ka khi thay đổi
nhóm thế,nghĩa là có tính đến sự ổn định của ation so với phân tử không phân ly.
Các loại hiệu ứng là hiệu ứng electron gồm hiệu ứng phân cực ( acid béo) hiệu ứng phân cực
và liên hợp phân cực gián tiếp ( acid thơm) , hiệu ứng phân cực và liên hợp gián tiếp(phenol)
và hiệu ứng lập thể, nhất là hợp chất thơm ở vị trí ortho.
Đối với các hợp chất carboxylic acid mạch hở thì có tính acid tương tự như ancohol , mặc
dù tính acid mạnh hơn ancohol rất nhiều lần. Khi tay thế nguyên tử hydrogen trong HCOOH
bằng các gốc đẩy điện tử thì tính acid giảm, các gốc hút điện tử thì tính acid tăng. Ví dụ khảo
sát trật tự giảm dần tính acid sau:
F3C-COOH > Cl3-COOH > Cl2CH-COOH > O2NCH2-COOH
pKa = 0,23 0,66 1,25 1,68
Ta nhận thấy nhóm –CF3 có khả năng hút elctron lớn nhất ( do F có độ âm điện lớn nhất) nên
sẽ làm phân cực –H lớn nhất và gây tính acid lớn nhất. Gốc ClC có khả năng hút electronic
kém hơn –CF nhưng lớn hơn –NO2 nên gây tính acid bé hơn –CF và lớn hơn –NO2.
Với trường hợp của các acid carboxylic không no thì liên kết hai -C=C càng gần nhóm –
COOH thì tính acid càng mạnh. ( tuy nhiên nếu nằm ở vị trí thì có tính acid yếu hơn ở các vị
trí khác, điều này không ảnh hưởng với liên kết -C≡C), ví dụ :
CH3CHHCH2COOH > CH2CHCH2CH2COOH > CH3CH2CHCOOH
pKa = 4,48 4,68 4,83
Với các acid thơm , ta khảo sát trường hợp sau:
> > >
Đối với các nhóm thế -NO2 ở vị trí para và ortho so với nhóm –COOH sẽ gây hiệu ứng hút –C