Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Πρωταρχικός λόγος για χαμηλή διαλυτότητα
- Σύνδεση υδρογόνου
- Ιονισμός
- Η θερμότητα αυξάνει τη διαλυτότητα
- Αύξηση της Διαλυτότητας
- Βενζοϊκό οξύ και άλλοι διαλύτες
Το βενζόλιο, C6H6, είναι ένας υδρογονάνθρακας που βρίσκεται στο αργό πετρέλαιο και ένα βασικό συστατικό της βενζίνης. Χρησιμοποιείται για να παράγει συνθετικές ίνες, απορρυπαντικά και ακόμη και ναρκωτικά. Μπορείτε να εξαγάγετε βενζοϊκό οξύ, χημική δομή C6H5COOH, από βενζόλιο με ένωση του αδιάλυτου στο νερό μορίου βενζολίου με μια ομάδα καρβοξυλικού οξέος, (-COOH). Αυτό παράγει μια υδατοδιαλυτή, ευχάριστη-μυρωδιά λευκή σκόνη που χρησιμοποιείται για τα αρώματα και το άρωμα. Ο σχηματισμός του βενζοϊκού οξέος έχει να κάνει με την "ικανότητα ιονισμού". Το νερό μπορεί να προσκολλάται στο βενζοϊκό οξύ με δεσμούς υδρογόνου. Πέρα από αυτό, τα μόρια νερού μπορούν να σταθεροποιήσουν το σχηματισμό του ιόντος "benozate".
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Το βενζοϊκό οξύ έχει χαμηλή διαλυτότητα σε νερό σε θερμοκρασία δωματίου επειδή ο όγκος του μορίου είναι μη πολικός. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η διαλυτότητα αυξάνεται.
Πρωταρχικός λόγος για χαμηλή διαλυτότητα
Ο κύριος λόγος που το βενζοϊκό οξύ διαλύεται μόνο ελαφρά στο κρύο νερό είναι ότι, αν και η ομάδα καρβοξυλικού οξέος είναι πολική, ο όγκος του μορίου του βενζοϊκού οξέος είναι μη πολικός (το νερό είναι πολικό). Μόνο η καρβοξυλική ομάδα είναι πολική. Επιπλέον, δεν υπάρχουν εσωτερικές δομές σταθεροποίησης που να ευνοούν το καρβοξυλικό, -COO (-), πάνω από το καρβοξυλικό οξύ, -COOH.
Σύνδεση υδρογόνου
Όταν δεν υπάρχει παρουσία νερού, δύο μόρια βενζοϊκού οξέος μπορεί να σχηματίσουν το λεγόμενο διμερές. Στην περίπτωση αυτή, ένα μόριο υδρογόνου συνδέεται με το δεύτερο μόριο.
Υπό την παρουσία νερού, μολονότι δεν υπάρχει ιονισμός, το νερό μπορεί να δεσμεύεται με υδρογόνο στο βενζοϊκό οξύ. Ετσι:
C6H5COOH + Η2Ο · C6H5COO-Η-ΟΗ2.
Ένα τέτοιο είδος που συνδέεται με το υδρογόνο μπορεί να φτάσει στο σημείο του ιονισμού.
Ιονισμός
Πέρα από το σχηματισμό δεσμού υδρογόνου, ο πλήρης ιονισμός μπορεί να λάβει χώρα εάν υπάρχει κάποιος αιτιολογικός παράγοντας για να το αναγκάσει αυτό. Οι βάσεις μπορούν να εξαναγκάζουν τον ιονισμό, αλλά σε περιορισμένο βαθμό το νερό παράγει ιονισμό, σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση αντίδρασης:
C6H5COOH + Η2Ο · C6H5COO (-) + Η3Ο (+)
Ο ιονισμός εγγυάται τη διαλυτότητα στο νερό, καθώς το νερό είναι πολικός διαλύτης.
Η θερμότητα αυξάνει τη διαλυτότητα
Η προσθήκη θερμότητας αυξάνει σημαντικά τη διαλυτότητα επειδή κάποια από την αυξημένη ενέργεια επαρκεί για να επιμηκύνει τους δεσμούς υδρογόνου, έτσι ώστε να συμβεί ιονισμός. Τα ιόντα εξ ορισμού είναι πολικά, οπότε η γενική αβεβαιότητα, όπως και η διάλυση, υποδεικνύει ότι τα ιόντα θα διαλύονται στη συνέχεια στο νερό.
Αύξηση της Διαλυτότητας
Εκτός από τις αλλαγές θερμοκρασίας, υπάρχουν και άλλοι τρόποι αύξησης ή μείωσης της υδατοδιαλυτότητας του βενζοϊκού οξέος. Η προσθήκη ενός ισχυρού οξέος μειώνει τον ιονισμό μέσω του αποτελέσματος "κοινών ιόντων". Η αύξηση του ρΗ αυξάνει τον ιονισμό του βενζοϊκού οξέος, οδηγώντας ίσως σε αντίδραση.
Βενζοϊκό οξύ και άλλοι διαλύτες
Αν και η διαλυτότητα στο νερό είναι χαμηλή, το βενζοϊκό οξύ είναι διαλυτό σε άλλους διαλύτες. Μερικά από τα υψηλότερα προβλεπόμενα μεγέθη διαλυτότητας για κοινούς διαλύτες περιλαμβάνουν 3,85Μ για εξάνιο και 9,74Μ για οξικό αιθυλεστέρα.