Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Primær årsak til lav løselighet
- Hydrogenbinding
- ionisering
- Varme øker løseligheten
- Økende løselighet
- Benzosyre og andre løsningsmidler
Benzen, C6H6, er et hydrokarbon som finnes i råolje, og en hovedkomponent i bensin. Det brukes til å lage syntetiske fibre, vaskemidler og til og med medisiner. Du kan få benzosyre, kjemisk struktur C6H5COOH, fra benzen ved å forene det vannoppløselige benzenmolekylet med en karboksylsyregruppe, (-COOH). Dette produserer et vannløselig, behagelig luktende hvitt pulver som brukes til smakstilsetninger og parfyme. Dannelse av benzosyre har å gjøre med "ioniserbarhet." Vann kan feste seg til benzosyre ved hydrogenbinding. Utover det kan vannmolekyler stabilisere dannelsen av "benozat" -ionet.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Benzosyre har lav løselighet i vann i romtemperatur fordi hoveddelen av molekylet er ikke-polart. Ved høyere temperatur øker løseligheten.
Primær årsak til lav løselighet
Den viktigste grunnen til at benzosyre bare løses opp i kaldt vann, er at selv om karboksylsyregruppen er polar, er hoveddelen av benzosyremolekylet ikke-polart (vann er polart). Det er bare karboksylgruppen som er polar. I tillegg er det ingen indre stabiliserende strukturer som favoriserer karboksylat, -COO (-), fremfor karboksylsyre, -COOH.
Hydrogenbinding
Når det ikke er i nærvær av vann, kan to molekyler av benzosyre danne det som kalles en dimer. I dette tilfellet bindes det ene molekylet hydrogen til det andre molekylet.
I nærvær av vann, men ikke ionisering, kan vann hydrogenbinde til benzosyre. Og dermed:
C6H5COOH + H2O → C6H5COO - H - OH2.
En slik hydrogenbundet art kan gå til ioniseringspunktet.
ionisering
Utover dannelse av hydrogenbinding, kan full ionisering finne sted hvis det er noe forårsaker for å tvinge dette. Baser kan tvinge ionisering, men til en viss grad produserer vann ionisering, i henhold til følgende reaksjonsligning:
C6H5COOH + H2O → C6H5COO (-) + H3O (+)
Ionisering garanterer vannløselighet, siden vann er et polart løsningsmiddel.
Varme øker løseligheten
Tilsetning av varme øker løseligheten betraktelig fordi noe av den økte energien tilstrekkelig forlenger hydrogenbindingene, slik at ionisering skjer. Joner er per definisjon polare, så den generelle truismen, som oppløses som, indikerer at ionene deretter vil oppløses i vann.
Økende løselighet
I tillegg til temperaturendringer, er det andre måter å øke eller redusere vannløseligheten av benzosyre. Tilsetningen av en sterk syre reduserer ioniseringen gjennom den "vanlige ion" -effekten. Å øke pH øker ioniseringen av benzosyren, noe som kanskje fører til reaksjon.
Benzosyre og andre løsningsmidler
Selv om løseligheten i vann er lav, er benzosyre oppløselig i andre løsningsmidler. Noen av de høyere predikerte løselighetstallene for vanlige løsningsmidler inkluderer 3,85M for heksan og 9,74M for etylacetat.