Saturs
- Galvenais zemas šķīdības iemesls
- Ūdeņraža saite
- Jonizācija
- Siltums palielina šķīdību
- Paaugstināta šķīdība
Benzoskābe ar ķīmisko struktūru C6H5COOH ir ūdenī nešķīstošās benzola molekulas (ar brīvu ūdeņraža atomu) savienojums ar karbonskābes grupu (-COOH). Tieši šī karbonskābes grupa dod benzoskābes šķīdības līmeni ūdenī. Tas ir saistīts ar "jonizāciju". Ūdeņu var savienot ar benzoskābi ar ūdeņraža saitēm. Turklāt ūdens molekulas var stabilizēties, veidojoties "benzoāta" jonam.
Galvenais zemas šķīdības iemesls
Galvenais iemesls, kāpēc benzoskābe tikai nedaudz izšķīst aukstā ūdenī, ir tas, ka, pat ja karbonskābes grupa ir polāra, lielākā daļa benzoskābes molekulas nav polāras (ūdens ir polārs). Tikai karboksilgrupa ir. Turklāt nav iekšēju stabilizācijas struktūru, kas atbalstītu karboksilātu, -COO (-), gar karboksilātu, -COOH.
Ūdeņraža saite
Ja neatrodas ūdens klātbūtnē, divas benzoskābes molekulas var veidot tā saukto dimēru. Šajā piemērā ūdeņraža molekula, kas pievienota otrajai molekulai.
Ūdens klātbūtnē, kaut arī zemā jonizācijā, ūdens var saistīt ūdeņradi ar benzoskābi. Kā šis:
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO - H - OH2.
Šādas ar ūdeņradi saistītas sugas var sasniegt jonizācijas punktu.
Jonizācija
Papildus ūdeņraža savienošanai pilnīga jonizācija var notikt, ja ir kāds ierosinātājs, kas to piespiež. Bāzes var piespiest jonizāciju, bet ierobežotā ūdens pakāpē tas rada jonizāciju, saskaņā ar reakcijas vienādojumu
C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO (-) + H3O (+)
Jonizācija garantē šķīdību ūdenī, jo ūdens ir polārs šķīdinātājs.
Siltums palielina šķīdību
Siltuma pievienošana palielina šķīdību, jo daļa no palielinātās enerģijas pietiekami izstiepj ūdeņraža saites, tiklīdz notiek jonizācija. Joni pēc definīcijas ir polāri, tāpēc dažādi izšķīst, norādot jonus, kas pēc tam izšķīst ūdenī.
Paaugstināta šķīdība
Papildus temperatūras svārstībām ir arī citi veidi, kā palielināt vai samazināt benzoskābes šķīdību ūdenī. Spēcīgas skābes pievienošana samazina jonizāciju, izmantojot "kopējā jonu" efektu. PH palielināšanās palielina benzoskābes jonizāciju, iespējams, izraisot reakciju.