Innehåll
Bensoesyra, med kemisk struktur C6H5COOH, är föreningen av den vattenolösliga bensenmolekylen (med en lös väteatom) med en karboxylsyragrupp (-COOH). Det är denna grupp karboxylsyra som ger bensoesyra sitt mått på löslighet i vatten. Detta har att göra med "jonisering". Vatten kan fästas till bensoesyra genom vätebindningar. Dessutom kan vattenmolekyler stabiliseras med bildandet av "bensoat" -jonen.
Primär orsak till låg löslighet
Den främsta anledningen till att bensoesyra bara löser sig lite i kallt vatten är att även om karboxylsyragruppen är polär, är det mesta av bensoesyramolekylen inte polär (vattnet är polärt). Endast karboxylgruppen är. Dessutom finns det inga interna stabiliseringsstrukturer som gynnar karboxylatet, -COO (-), längs karboxylatet, -COOH.
Vätebindningen
När det inte finns i närvaro av vatten kan två molekyler bensoesyra bilda det som kallas en dimer. I detta exempel är en vätemolekyl bunden till den andra molekylen.
I närvaro av vatten, även om det vid låg jonisering, kan vatten binda väte till bensoesyra. Så här:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO - H-OH2.
Sådana vätebundna arter kan nå joniseringspunkten.
Jonisering
Förutom vätebindning kan fullständig jonisering inträffa om det finns något orsakande medel som tvingar detta. Baserna kan tvinga jonisering, men vid en begränsad grad av vatten producerar den jonisering, enligt reaktionsekvationen
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Jonisering garanterar löslighet i vatten eftersom vatten är ett polärt lösningsmedel.
Värme ökar lösligheten
Tillsatsen av värme ökar lösligheten, eftersom en del av den ökade energin täcker vätebindningarna tillräckligt så snart jonisering sker. Joner är per definition polära, så de olika upplöses, vilket indikerar jonerna som sedan kommer att lösas upp i vattnet.
Ökad löslighet
Förutom temperaturvariationer finns det andra sätt att öka eller minska vattenlösligheten för bensoesyra. Tillsatsen av en stark syra minskar joniseringen genom "gemensam jon" -effekten. Ökningen av pH ökar joniseringen av bensoesyra, vilket kanske leder till reaktionen.