Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Alhainen liukoisuus
- Vety sitoutuminen
- ionisaatio
- Lämpö lisää liukoisuutta
- Liukoisuuden lisääminen
- Bentsoehappo ja muut liuottimet
Bentseeni, C6H6, on raakaöljystä löytyvä hiilivety ja bensiinin tärkein komponentti. Sitä käytetään synteettisten kuitujen, pesuaineiden ja jopa huumeiden valmistukseen. Voit johtaa bentsoehapon, kemiallisen rakenteen C6H5COOH, bentseenistä yhdistämällä veteen liukenemattoman bentseenimolekyylin karboksyylihapporyhmällä (-COOH). Tämä tuottaa vesiliukoisen, miellyttävän tuoksuvan valkoisen jauheen, jota käytetään aromien ja hajusteiden valmistukseen. Bentsoehapon muodostuminen liittyy "ionisoituvuuteen". Vesi voi kiinnittyä bentsoehappoon vedyn avulla. Tämän lisäksi vesimolekyylit voivat stabiloida “benotsaatti” -ionin muodostumisen.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Bentsoehapon liukoisuus huoneenlämpöiseen veteen on alhainen, koska suurin osa molekyylistä on ei-polaarista. Korkeammissa lämpötiloissa liukoisuus kasvaa.
Alhainen liukoisuus
Ensisijainen syy siihen, että bentsoehappo liukenee vain vähän kylmään veteen, on se, että vaikka karboksyylihapporyhmä on polaarinen, suurin osa bentsoehappomolekyylistä on ei-polaarista (vesi on polaarista). Ainoastaan karboksyyliryhmä on polaarinen. Lisäksi ei ole sisäisiä stabiloivia rakenteita, jotka suosivat karboksylaattia, -COO (-), yli karboksyylihapon, -COOH.
Vety sitoutuminen
Kun kaksi bentsoehapon molekyyliä ei ole veden läsnä ollessa, voi muodostua niin kutsuttu dimeri. Tässä tapauksessa yksi molekyyli vedyllä sitoutuu toiseen molekyyliin.
Veden läsnä ollessa, vaikkakin ionisaatiosta puuttuu, vesi voi vedyllä sitoutua bentsoehappoon. Täten:
C6H5COOH + H20 → C6H5COO-H-OH2.
Tällainen vety-sidottu laji voi mennä ionisoitumispisteeseen.
ionisaatio
Vety sidosten muodostumisen lisäksi, täydellinen ionisoituminen voi tapahtua, jos on jotain syy-ainetta tämän pakottamiseksi. Emäkset voivat pakottaa ionisaation, mutta rajoitetusti vesi tuottaa ionisaation seuraavan reaktioyhtälön mukaan:
C6H5COOH + H20 → C6H5COO (-) + H3O (+)
Ionisaatio takaa vesiliukoisuuden, koska vesi on polaarinen liuotin.
Lämpö lisää liukoisuutta
Lämmön lisääminen lisää huomattavasti liukoisuutta, koska osa lisääntyneestä energiasta pidentää riittävästi vedysidoksia, niin että ionisoituminen tapahtuu. Ionit ovat määritelmänsä mukaan polaarisia, joten yleinen truismi, kuten liukenee, osoittaa, että ionit liukenevat sitten veteen.
Liukoisuuden lisääminen
Lämpötilamuutosten lisäksi on olemassa muita tapoja lisätä tai vähentää bentsoehapon vesiliukoisuutta. Vahvan hapon lisääminen vähentää ionisaatiota ”yhteisen ionin” vaikutuksen kautta. PH: n nostaminen lisää bentsoehapon ionisoitumista, mikä saattaa johtaa reaktioon.
Bentsoehappo ja muut liuottimet
Vaikka sen liukoisuus veteen on alhainen, bentsoehappo on liukoinen muihin liuottimiin. Jotkut tavallisten liuottimien korkeammin ennustetuista liukoisuusluvuista sisältävät 3,85 M heksaanille ja 9,74 M etyyliasetaatille.