İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Düşük Çözünürlük için Ana Sebep
- Hidrojen bağı
- iyonlaşma
- Isı Çözünürlüğü Artırır
- Çözünürlüğü Artırma
- Benzoik Asit ve Diğer Çözücüler
Benzen, C6H6, ham yağda bulunan bir hidrokarbon ve benzinin ana bir bileşenidir. Sentetik elyaf, deterjan ve hatta ilaç yapımında kullanılır. Benzoik asidi, C6H5COOH kimyasal yapısını, suda çözünmeyen benzen molekülünün bir karboksilik asit grubuyla (-COOH) birleştirerek benzenden türetebilirsiniz. Bu, aroma ve parfüm için kullanılan suda çözünür, hoş kokulu beyaz bir toz üretir. Benzoik asidin oluşumu “iyonlaşabilirlik” ile ilgilidir. Su, benzoik aside hidrojen bağıyla bağlanabilir. Bunun ötesinde, su molekülleri “benozat” iyonunun oluşumunu stabilize edebilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Benzoik asit, oda sıcaklığındaki suda düşük çözünürlüğe sahiptir, çünkü molekülün kütlesi polar değildir. Yüksek sıcaklıklarda çözünürlük artar.
Düşük Çözünürlük için Ana Sebep
Benzoik asidin soğuk suda sadece hafifçe çözünmesinin birincil nedeni, karboksilik asit grubunun kutuplu olmasına rağmen, benzoik asit molekülünün kütlesinin kutupsal olmamasıdır (su kutuptur). Polar olan sadece karboksilik gruptur. Ek olarak, karboksilat, -COO (-), karboksilik asit, -COOH'yi destekleyen hiçbir iç stabilize edici yapı yoktur.
Hidrojen bağı
Suyun varlığında olmadığı zaman, dimer olarak adlandırılan iki benzoik asit molekülü oluşturabilir. Bu örnekte, bir molekül hidrojen ile ikinci moleküle bağlanır.
Suyun varlığında, iyonlaşmanın yetersiz olmasına rağmen, su, benzoik aside hidrojen bağı yapabilir. Böylece:
C6H5COOH + H20 → C6H5COO - H - OH2.
Böyle bir hidrojen bağlı tür iyonlaşma noktasına gidebilir.
iyonlaşma
Hidrojen bağı oluşumunun ötesinde, bunu zorlayacak bazı etken ajan varsa, tam iyonlaşma gerçekleşebilir. Bazlar iyonlaşmaya zorlayabilir, ancak aşağıdaki reaksiyon denklemine göre sınırlı miktarda su iyonlaşma üretir:
C6H5COOH + H20 → C6H5COO (-) + H3O (+)
İyonlaşma suda çözünürlüğü garanti eder, çünkü su polar bir çözücüdür.
Isı Çözünürlüğü Artırır
Isı eklemek, çözünürlüğü büyük ölçüde arttırır, çünkü artan enerjinin bir kısmı hidrojen bağlarını yeterince uzatır, böylece iyonlaşma gerçekleşir. İyonlar tanımsal kutupsaldır, bu nedenle genel gerçekçilik, benzer çözünmeler gibi iyonların daha sonra suda çözüleceğini gösterir.
Çözünürlüğü Artırma
Sıcaklık değişimlerine ek olarak, benzoik asidin suda çözünürlüğünü arttırmanın veya azaltmanın başka yolları da vardır. Güçlü bir asit ilavesi, “ortak iyon” etkisiyle iyonlaşmayı azaltır. PH'ın arttırılması benzoik asidin iyonlaşmasını artırarak reaksiyona yol açabilir.
Benzoik Asit ve Diğer Çözücüler
Sudaki çözünürlüğü düşük olmasına rağmen, benzoik asit diğer çözücülerde çözünür. Yaygın çözücüler için öngörülen daha yüksek çözünürlük değerlerinden bazıları, heksan için 3.85M ve etil asetat için 9.74M'dir.