Съдържание
- Основна причина за ниска разтворимост
- Водородната връзка
- Йонизация
- Топлината увеличава разтворимостта
- Повишена разтворимост
Бензоената киселина с химическа структура C6H5COOH е съединение на неразтворимата във вода бензолна молекула (с разхлабен водороден атом) с карбоксилна киселинна група (-COOH). Именно тази група карбоксилна киселина дава на бензоената киселина мярката си за разтворимост във вода. Това е свързано с „йонизацията“. Водата може да се прикрепи към бензоената киселина чрез водородни връзки. В допълнение, водните молекули могат да се стабилизират с образуването на "бензоатен" йон.
Основна причина за ниска разтворимост
Основната причина, поради която бензоената киселина се разтваря само малко в студена вода, е, че въпреки че групата на карбоксилната киселина е полярна, по-голямата част от молекулата на бензоената киселина не е полярна (водата е полярна). Само карбоксилната група е. Освен това няма вътрешни стабилизационни структури, които благоприятстват карбоксилата, -COO (-), по протежение на карбоксилата, -COOH.
Водородната връзка
Когато не са в присъствието на вода, две молекули бензоена киселина могат да образуват това, което се нарича димер. В този пример молекула водород, прикрепена към втората молекула.
В присъствието на вода, макар и при ниска йонизация, водата може да свърже водорода с бензоената киселина. Като този:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COOH - H - OH2.
Такива водородни видове могат да достигнат точката на йонизация.
Йонизация
В допълнение към водородното свързване може да възникне пълна йонизация, ако има някакъв причинител, който да наложи това. Основите могат да принудят йонизация, но при ограничена степен на вода тя произвежда йонизация, съгласно уравнението на реакцията
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Йонизацията гарантира разтворимост във вода, тъй като водата е полярен разтворител.
Топлината увеличава разтворимостта
Добавянето на топлина увеличава разтворимостта, тъй като част от увеличената енергия разтяга достатъчно водородните връзки веднага щом настъпи йонизация. Йони по дефиниция са полярни, така че различните се разтварят, което показва йоните, които след това ще се разтворят във водата.
Повишена разтворимост
В допълнение към температурните вариации има и други начини за увеличаване или намаляване на разтворимостта във вода на бензоена киселина. Добавянето на силна киселина намалява йонизацията чрез ефекта на "общия йон". Повишаването на рН увеличава йонизацията на бензоената киселина, което може да доведе до реакцията.