Indhold
- Primær årsag til lav opløselighed
- Hydrogenbindingen
- Ionisering
- Varme øger opløseligheden
- Øget opløselighed
Benzoesyre med kemisk struktur C6H5COOH er foreningen af det vanduopløselige benzenmolekyle (med et løst hydrogenatom) med en carboxylsyregruppe (-COOH). Det er denne gruppe af carboxylsyre, der giver benzoesyre sit mål for opløselighed i vand. Dette har at gøre med "ionisering". Vand kan bindes til benzoesyre ved hydrogenbindinger. Derudover kan vandmolekyler stabilisere sig med dannelsen af "benzoat" -ionen.
Primær årsag til lav opløselighed
Den primære årsag til, at benzoesyre kun opløses lidt i koldt vand er, at selvom carboxylsyregruppen er polær, er det meste af benzoesyremolekylet ikke polært (vandet er polært). Kun den carboxyliske gruppe er. Derudover er der ingen interne stabiliseringsstrukturer, der favoriserer carboxylatet, -COO (-), langs carboxylatet, -COOH.
Hydrogenbindingen
Når det ikke er i nærværelse af vand, kan to molekyler benzoesyre danne det, der kaldes en dimer. I dette eksempel er et hydrogenmolekyle bundet til det andet molekyle.
I nærværelse af vand kan vand binde hydrogen til benzoesyre, selvom det ved lav ionisering. Sådan her:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO - H-OH2.
Sådanne hydrogenbundne arter kan nå ioniseringspunktet.
Ionisering
Ud over hydrogenbinding kan komplet ionisering forekomme, hvis der er et årsagsmiddel, der tvinger dette. Baserne kan tvinge ionisering, men i en begrænset grad af vand producerer den ionisering ifølge reaktionsligningen
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Ionisering garanterer opløselighed i vand, da vand er et polært opløsningsmiddel.
Varme øger opløseligheden
Tilsætningen af varme øger opløseligheden, fordi en del af den øgede energi tilstrækkeligt strækker hydrogenbindingerne, så snart ionisering opstår. Ioner er pr. Definition polære, så de forskellige opløses, hvilket indikerer de ioner, der derefter opløses i vandet.
Øget opløselighed
Ud over temperaturvariationer er der andre måder at øge eller nedsætte benzoesyreopløseligheden i vand. Tilsætningen af en stærk syre reducerer ionisering gennem den "almindelige ion" -effekt. Stigningen i pH øger ioniseringen af benzoesyre, hvilket måske fører til reaktionen.