المحتوى
حمض البنزويك ، ذو التركيب الكيميائي C6H5COOH ، هو اتحاد جزيء البنزين غير القابل للذوبان في الماء (مع ذرة الهيدروجين السائبة) ، مع مجموعة حمض الكربوكسيل (COOH). هذه المجموعة من حامض الكربوكسيل هي التي تعطي حمض البنزويك مقياس قابلية الذوبان في الماء. هذا له علاقة بـ "التأين". يمكن ربط الماء بحمض البنزويك بواسطة روابط هيدروجينية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تستقر جزيئات الماء مع تكوين أيون "بنزوات".
السبب الرئيسي لانخفاض الذوبان
السبب الرئيسي في أن حمض البنزويك يذوب قليلاً في الماء البارد هو أنه على الرغم من أن مجموعة حمض الكربوكسيل قطبية ، فإن معظم جزيء حمض البنزويك ليس قطبيًا (الماء قطبي). فقط المجموعة الكربوكسيلية. بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد هياكل استقرار داخلية تفضل الكربوكسيلات ، -COO (-) ، على طول الكربوكسيل ، -COOH.
رابطة الهيدروجين
عندما لا يكون في وجود الماء ، يمكن لجزيئين من حمض البنزويك تكوين ما يسمى ديمر. في هذا المثال ، يرتبط جزيء الهيدروجين بالجزيء الثاني.
في وجود الماء ، على الرغم من التأين المنخفض ، يمكن للماء أن يربط الهيدروجين بحمض البنزويك. مثله:
C6H5COOH + H2O -> C6H5COO - H - OH2.
يمكن أن تصل هذه الأنواع المرتبطة بالهيدروجين إلى نقطة التأين.
التأين
بالإضافة إلى الرابطة الهيدروجينية ، يمكن أن يحدث تأين كامل إذا كان هناك أي عامل مسبب لفرض ذلك. يمكن للقواعد أن تجبر التأين ، ولكن عند درجة محدودة من الماء تنتج التأين ، وفقًا لمعادلة التفاعل
C6H5COOH + H2O -> C6H5COO (-) + H3O (+)
يضمن التأين قابلية الذوبان في الماء ، لأن الماء مذيب قطبي.
تزيد الحرارة من الذوبان
تزيد إضافة الحرارة من قابلية الذوبان ، لأن جزءًا من الطاقة المتزايدة يمتد بشكل كافٍ الروابط الهيدروجينية بمجرد حدوث التأين. الأيونات ، بحكم التعريف ، قطبية ، لذلك تذوب الأيونات المختلفة ، مما يشير إلى الأيونات التي ستذوب بعد ذلك في الماء.
زيادة الذوبان
بالإضافة إلى التغيرات في درجات الحرارة ، هناك طرق أخرى لزيادة أو تقليل قابلية الذوبان في الماء لحمض البنزويك. تقلل إضافة حمض قوي من التأين من خلال تأثير "الأيون المشترك". تؤدي الزيادة في الرقم الهيدروجيني إلى زيادة تأين حمض البنزويك ، مما قد يؤدي إلى التفاعل.