Tartalom
- Az alacsony oldhatóság elsődleges oka
- A hidrogénkötés
- Ionizálás
- A hő növeli az oldhatóságot
- Fokozott oldhatóság
A C6H5COOH kémiai szerkezetű benzoesav a vízben oldhatatlan benzolmolekula (laza hidrogénatommal) egyesülése egy karbonsavcsoporttal (-COOH). Ez a karbonsavcsoport adja meg a benzoesav vízben való oldhatóságának mértékét. Ennek köze van az "ionizációhoz". A víz hidrogénkötésekkel kapcsolódhat a benzoesavhoz. Ezenkívül a vízmolekulák stabilizálódhatnak a "benzoát" ion képződésével.
Az alacsony oldhatóság elsődleges oka
Az elsődleges oka annak, hogy a benzoesav csak kevéssé oldódik hideg vízben, az az, hogy annak ellenére, hogy a karbonsavcsoport poláros, a benzoesavmolekula nagy része nem poláros (a víz poláros). Csak a karboxilcsoport az. Ezen kívül nincsenek olyan belső stabilizációs struktúrák, amelyek a karboxilátot, -COO (-), a karboxilát, -COOH mentén támogatják.
A hidrogénkötés
Ha nincs víz jelenlétében, két benzoesavmolekula képezheti az úgynevezett dimert. Ebben a példában egy hidrogén molekula kapcsolódik a második molekulához.
Víz jelenlétében, bár alacsony ionizáció mellett, a víz megkötheti a hidrogént a benzoesavhoz. Mint ez:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO - H - OH2.
Az ilyen hidrogénhez kötött fajok elérhetik az ionizációs pontot.
Ionizálás
A hidrogénkötés mellett teljes ionizáció is bekövetkezhet, ha van valamilyen kórokozó ennek kikényszerítésére. A bázisok kényszeríthetik az ionizációt, de korlátozott vízmennyiség mellett ionizációt eredményeznek a reakcióegyenlet szerint
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Az ionizálás garantálja a vízben való oldhatóságot, mivel a víz poláros oldószer.
A hő növeli az oldhatóságot
A hő hozzáadása növeli az oldhatóságot, mert a megnövekedett energia egy része kellően megnyújtja a hidrogénkötéseket, amint az ionizáció bekövetkezik. Az ionok definíció szerint polárosak, így a különböző feloldódnak, jelezve az ionokat, amelyek majd feloldódnak a vízben.
Fokozott oldhatóság
A hőmérséklet-változások mellett más módszerek is lehetnek a benzoesav vízoldékonyságának növelésére vagy csökkentésére. Erős sav hozzáadása csökkenti az ionizációt a "közös ion" hatás révén. A pH növekedése növeli a benzoesav ionizációját, ami talán a reakcióhoz vezet.