13.2 : Proprietà fisiche degli acidi carbossilici

Gli acidi carbossilici con peso molecolare inferiore presentano un odore acuto e sgradevole. Inoltre hanno punti di ebollizione e di fusione più elevati rispetto a composti analoghi, come aldeidi, chetoni e alcoli.

Oltre all'interazione dipolo-dipolo dei legami polari carbonilici e idrossilici, il forte legame idrogeno intermolecolare tra le molecole di acido carbossilico determina diverse proprietà fisiche.

La forte interazione fa sì che le molecole di acido carbossilico esistano in dimeri stabili, aumentando di due volte il loro peso molecolare. Di conseguenza, hanno punti di ebollizione più alti. Questi dimeri di acido carbossilico hanno costanti di equilibrio molto più elevate (fino a 10^6–10^7 M−^1) rispetto ai dimeri di alcol (11 M−^1).

Una tendenza simile si osserva con i punti di fusione degli acidi carbossilici. Il punto di fusione aumenta con l'aumento della lunghezza della catena degli idrocarburi. Gli acidi carbossilici saturi con più di otto atomi di carbonio sono tipicamente solidi a temperatura ambiente. Tuttavia, gli acidi carbossilici insaturi hanno punti di fusione più bassi. Ad esempio, l'acido stearico (C_18H_36O_2), un acido carbossilico saturo, fonde a 70 °C, mentre l'acido linoleico (C_18H_32O_2), recante due doppi legami cis, fonde a -5 °C.

In termini di solubilità, gli acidi carbossilici a basso peso molecolare sono solubili in acqua, a causa della loro interazione di legame idrogeno con le molecole d'acqua. Al contrario, gli acidi carbossilici a peso molecolare più elevato sono più solubili negli alcoli a causa della maggiore interazione di van der Waals tra le molecole. In particolare, gli acidi carbossilici sono altamente solubili in solventi non polari come CCl_4. È interessante notare che alcuni acidi dicarbossilici sono abbastanza solubili in acqua a causa della loro notevole interazione di legame idrogeno.