CHIMIE

H
O
C
a)
O
H
O
O
H
b)
Doc. 33 Acides 2-hydroxybenzoïque
(a) et 4-hydroxybenzoïque
(b).
(*) Un acide est d’autant plus fort que
la valeur de sa constante d’acidité
K A est élevée ou, ce qui est équivalent,
que celle de son pK A est faible
(pK A = - log K A).
O
C
H
O
O
H
Doc. 34 La liaison hydrogène
intra-moléculaire qui se forme, stabilise
la base conjuguée de
l’acide 2-hydroxybenzoïque.
(**) Lire l’annexe 9.
O
C
O
Interactions de faible énergie
Les résultats de l’application 2 confirment que :
Pour interpréter les propriétés physiques d’espèces moléculaires, il est
nécessaire de prendre en compte les deux types d’interactions :
– celles de van der Waals selon leur polarité et leur polarisabilité ; l’étude
de la polarité implique l’étude préalable de la géométrie (V.S.E.P.R.), des
moments dipolaires de liaison et de ceux des doublets libres ;
– celles liées à l’existence de liaisons hydrogène intermoléculaires et le
cas échéant intramoléculaires.
2.3.4. Évolution des propriétés acido-basiques : influence des liaisons
hydrogène intramoléculaires
COURS
Pour l’acide 2-hydroxybenzoïque, pK A = 3,0 alors que pour l’acide
4-hydroxybenzoïque pK A =4,6 (doc. 33). Comment interpréter cette différence
?
Comme nous le rappellerons au chapitre 16, un acide HA réagit avec l’eau selon
une réaction d’équation :
HA + H2O = A – + H 3O +
caractérisée par une constante d’équilibre : K A =
Pour s’entraîner : ex. 15 et 16
[A – ] . [H 3O + ]
[HA]
L’acide HA est d’autant plus fort qu’il perd facilement un proton et donc que
sa base conjuguée se forme facilement (*) . Tout effet stabilisant la base conjuguée
rend l’acide plus fort.
Contrairement à celle de l’acide 4-hydroxybenzoïque, la base conjuguée de
l’acide 2-hydroxybenzoïque est stabilisée par la formation d’une liaison hydrogène
intramoléculaire (doc. 34), d’où les valeurs observées.
2.3.5. Liaison hydrogène et spectroscopie infrarouge
11
Pour s’entraîner : ex. 17
Le principe de la spectroscopie infrarouge (I.R.) est décrit dans l’annexe 9;
intéressons-nous à la bande d’absorption due à la vibration de la liaison O–H
présente dans les alcools ou les acides carboxyliques.
L’association des molécules de ces composés oxygénés par liaisons hydrogène
modifie la position et la forme de la bande d’absorption :
– pour un groupe O–H libre, c’est-à-dire non engagé dans une liaison hydrogène,
le spectre présente une bande fine à environ 3700 cm –1 , c’est le cas
pour l’éthanol en phase vapeur ou en solution diluée dans un solvant avec lequel
il n’établit pas de liaisons hydrogène (doc. 35 a, page suivante) ;
– pour un groupe O–H lié, c’est-à-dire participant à des liaisons hydrogène,
on observe une bande relativement large vers 3350 cm –1 , c’est le cas pour
l’éthanol pur ou en solutions concentrées (doc. 35 b, page suivante).
Cette diminution du nombre d’onde s résulte de l’affaiblissement de la liaison
covalente O–H et par conséquent de la constante de force k de cette liaison (**) .
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
341