Зміст
- Основна причина низької розчинності
- Водневий зв’язок
- Іонізація
- Тепло підвищує розчинність
- Підвищена розчинність
Бензойна кислота, хімічна структура C6H5COOH, є об'єднанням нерозчинної у воді молекули бензолу (з вільним атомом водню) з групою карбонової кислоти (-COOH). Саме ця група карбонової кислоти дає бензойній кислоті міру розчинності у воді. Це пов’язано з «іонізацією». Вода може приєднуватися до бензойної кислоти за допомогою водневих зв’язків. Крім того, молекули води можуть стабілізуватися з утворенням іона "бензоат".
Основна причина низької розчинності
Основна причина того, що бензойна кислота лише трохи розчиняється в холодній воді, полягає в тому, що, хоча група карбонової кислоти є полярною, більша частина молекули бензойної кислоти не є полярною (вода є полярною). Тільки карбонова група є. Крім того, немає внутрішніх стабілізаційних структур, які сприяють карбоксилату, -COO (-), уздовж карбоксилата, -COOH.
Водневий зв’язок
Коли присутність води відсутня, дві молекули бензойної кислоти можуть утворювати так званий димер. У цьому прикладі молекула водню приєднана до другої молекули.
У присутності води, хоча і при низькій іонізації, вода може зв’язувати водень з бензойною кислотою. Подобається це:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO - H - OH2.
Такі зв’язані воднем види можуть досягати точки іонізації.
Іонізація
На додаток до водневого зв’язку може відбутися повна іонізація, якщо є якийсь збудник, який змушує це діяти. Основи можуть змусити іонізацію, але за обмеженого ступеня води вона виробляє іонізацію, згідно з рівнянням реакції
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Іонізація гарантує розчинність у воді, оскільки вода є полярним розчинником.
Тепло підвищує розчинність
Додавання тепла збільшує розчинність, оскільки частина збільшеної енергії достатньо розтягує водневі зв’язки, як тільки відбувається іонізація. За визначенням іони є полярними, тому різні розчиняються, вказуючи на іони, які потім розчиняться у воді.
Підвищена розчинність
Окрім коливань температури, існують і інші способи збільшення або зменшення розчинності у воді бензойної кислоти. Додавання сильної кислоти зменшує іонізацію завдяки ефекту "загальних іонів". Збільшення рН збільшує іонізацію бензойної кислоти, можливо, приводячи до реакції.