Aciditatea
Cea mai importantă proprietate a acizilor carboxilici și cea care este responsabilă de denumirea lor ca atare este aciditatea. Un acid este orice compus care donează un ion de hidrogen, H+ (numit și proton), unui alt compus, numit bază. Acizii carboxilici fac acest lucru mult mai ușor decât majoritatea celorlalte clase de compuși organici, astfel încât se spune despre ei că sunt acizi mai puternici, chiar dacă sunt mult mai slabi decât cei mai importanți acizi minerali – sulfuric (H2SO4), azotic (HNO3) și clorhidric (HCl). Motivul pentru aciditatea sporită a acestui grup de compuși poate fi cel mai bine demonstrat prin compararea acidității lor cu cea a alcoolilor, ambii conținând o grupare -OH. Alcoolii sunt compuși neutri în soluție apoasă. Atunci când un alcool își donează protonul, acesta devine un ion negativ numit ion alcoxid, RO-. Atunci când un acid carboxilic își donează protonul, acesta devine un ion cu sarcină negativă, RCOO-, numit ion carboxilat.
Un ion carboxilat este mult mai stabil decât ionul alcoxid corespunzător datorită existenței unor structuri de rezonanță pentru ionul carboxilat care dispersează sarcina negativă a acestuia. Pentru un ion alcoxid poate fi desenată o singură structură, dar pentru un ion carboxilat pot fi desenate două structuri. Atunci când pentru o moleculă sau un ion pot fi desenate două sau mai multe structuri care diferă doar prin pozițiile electronilor de valență, înseamnă că electronii de valență sunt delocalizați sau împrăștiați pe mai mult de doi atomi. Acest fenomen se numește rezonanță, iar structurile se numesc forme de rezonanță. Se folosește o săgeată cu două capete pentru a arăta că cele două sau mai multe structuri sunt legate prin rezonanță. Deoarece există două forme de rezonanță, dar numai un singur ion real, rezultă că niciuna dintre aceste forme nu este o reprezentare exactă a ionului real. Structura reală încorporează aspecte ale ambelor structuri de rezonanță, dar nu dublează niciuna dintre ele. Rezonanța stabilizează întotdeauna o moleculă sau un ion, chiar dacă nu este implicată sarcina. Stabilitatea unui anion determină puterea acidului său părinte. Un acid carboxilic este, prin urmare, un acid mult mai puternic decât alcoolul corespunzător, deoarece, atunci când își pierde protonul, rezultă un ion mai stabil.
Câțiva atomi sau grupări, atunci când sunt atașate de un carbon, sunt retragătoare de electroni, în comparație cu un atom de hidrogen în aceeași poziție. De exemplu, să luăm în considerare acidul cloroacetic (Cl-CH2COOH) în comparație cu acidul acetic (H-CH2COOH). Deoarece clorul are o electronegativitate mai mare decât hidrogenul, electronii din legătura Cl-C sunt atrași mai departe de carbon decât electronii din legătura H-C corespunzătoare. Astfel, clorul este considerat a fi o grupare care atrage electroni. Acesta este un exemplu al așa-numitului efect inductiv, în care un substituent afectează distribuția de electroni a unui compus. Există o serie de astfel de efecte, iar atomii sau grupurile pot fi retragătoare sau donatoare de electroni în comparație cu hidrogenul. Prezența unor astfel de grupuri în apropierea grupului COOH al unui acid carboxilic are adesea un efect asupra acidității. În general, grupele retragătoare de electroni măresc aciditatea prin creșterea stabilității ionului carboxilat. În schimb, grupurile donatoare de electroni scad aciditatea prin destabilizarea ionului carboxilat. De exemplu, gruparea metil, -CH3, este în general considerată ca fiind donatoare de electroni, iar acidul acetic, CH3 COOH, este de aproximativ 10 ori mai slab ca acid decât acidul formic, HCOOH. În mod similar, acidul cloroacetic, ClCH2 COOH, în care un atom de hidrogen este înlocuit de un atom de clor puternic receptor de electroni, este de aproximativ 100 de ori mai puternic ca acid decât acidul acetic, iar acidul nitroacetic, NO2CH2 COOH, este chiar mai puternic. (Grupa NO2 este o grupare foarte puternic retractoare de electroni.) Un efect și mai mare se găsește în acidul tricloroacetic, Cl3CCOOH, a cărui putere acidă este aproximativ aceeași cu cea a acidului clorhidric.