Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Madala lahustuvuse peamine põhjus
- Vesiniku sidumine
- Ionisatsioon
- Kuumus suurendab lahustuvust
- Lahustuvuse suurendamine
- Bensoehape ja muud lahustid
Benseen, C6H6, on toornaftas leiduv süsivesinik ja bensiini põhikomponent. Seda kasutatakse sünteetiliste kiudude, detergentide ja isegi ravimite valmistamiseks. Bensoehappe keemilise struktuuriga C6H5COOH saab tuletada benseenist, ühendades vees lahustumatu benseeni molekuli karboksüülhappe rühmaga (-COOH). Nii saadakse vees lahustuv meeldiva lõhnaga valge pulber, mida kasutatakse lõhna- ja maitseainete ning parfüümide valmistamiseks. Bensoehappe moodustumine on seotud „ioniseeruvusega”. Vesi võib bensoehappe külge kinnituda vesiniksideme abil. Lisaks sellele suudavad veemolekulid stabiliseerida “benosaat” iooni moodustumist.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Bensoehape lahustub toatemperatuuril vees vähe, kuna suurem osa molekulist on mittepolaarne. Kõrgematel temperatuuridel lahustuvus suureneb.
Madala lahustuvuse peamine põhjus
Peamine põhjus, miks bensoehape lahustub külmas vees vähe, on see, et kuigi karboksüülhappe rühm on polaarne, on suurem osa bensoehappe molekulist mittepolaarne (vesi on polaarne). Polaarne on ainult karboksüülrühm. Lisaks puuduvad sisemised stabiliseerivad struktuurid, mis eelistavad karboksüülhapet -COO (-) üle karboksüülhappe -COOH.
Vesiniku sidumine
Kui mitte vee juuresolekul, võivad kaks bensoehappe molekuli moodustada nn dimeeri. Sel juhul seob üks molekul vesinikku teise molekuliga.
Vee juuresolekul võib vesi vesinikku siduda bensoehappega, ehkki seda ei ole ioniseeritud. Seega:
C6H5COOH + H20 → C6H5COO-H-OH2.
Selline vesinikuga seotud liik võib minna ionisatsiooni punkti.
Ionisatsioon
Lisaks vesiniksidemete moodustumisele võib täielik ionisatsioon toimuda ka siis, kui leidub mõni põhjustaja. Alused võivad ionisatsiooni sundida, kuid piiratud määral põhjustab vesi ionisatsiooni vastavalt järgmisele reaktsioonivõrrandile:
C6H5COOH + H2O → C6H5COO (-) + H3O (+)
Ioniseerimine tagab vees lahustuvuse, kuna vesi on polaarne lahusti.
Kuumus suurendab lahustuvust
Soojuse lisamine suurendab oluliselt lahustuvust, kuna osa suurenenud energiast pikendab vesiniksidemeid piisavalt, nii et toimub ionisatsioon. Ioonid on oma olemuselt polaarsed, nii et üldine truism, nagu lahustub nagu, näitab, et ioonid lahustuvad siis vees.
Lahustuvuse suurendamine
Lisaks temperatuurimuutustele on ka muid võimalusi bensoehappe vees lahustuvuse suurendamiseks või vähendamiseks. Tugeva happe lisamine vähendab ionisatsiooni nn tavalise iooni efekti kaudu. PH suurendamine suurendab bensoehappe ionisatsiooni, mis võib põhjustada reaktsiooni.
Bensoehape ja muud lahustid
Ehkki selle lahustuvus vees on madal, lahustub bensoehape teistes lahustites. Mõned tavalisemate lahustite kõrgemad ennustatud lahustuvuse näitajad hõlmavad 3,85 M heksaani ja 9,74 M etüülatsetaadi puhul.