安息香酸はなぜ水に溶けにくいのですか?

著者: Annie Hansen
作成日: 2 4月 2021
更新日: 23 4月 2024
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【ASNR プリント黒板実験映像269】安息香酸と塩基
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化学構造C6H5COOHの安息香酸は、カルボン酸基(-COOH)を持つ水に溶けないベンゼン分子(緩い水素原子を持つ)の結合体です。安息香酸に水への溶解度を示すのは、このカルボン酸のグループです。これは「イオン化」に関係しています。水は水素結合によって安息香酸に結合することができます。さらに、水分子は「安息香酸」イオンの形成により安定化することができます。

溶解度が低い主な理由

安息香酸が冷水に少ししか溶けない主な理由は、カルボン酸基が極性であっても、安息香酸分子のほとんどが極性ではない(水は極性がある)ためです。カルボキシル基のみです。さらに、カルボン酸塩-COOHに沿って、カルボン酸塩-COO(-)を支持する内部安定化構造はありません。


水素結合

水が存在しない場合、安息香酸の2つの分子がいわゆる二量体を形成します。この例では、水素分子が2番目の分子に結合しています。

水の存在下では、低イオン化ではありますが、水は水素を安息香酸に結合できます。このような:

C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO-H-OH2。

そのような水素結合種は、イオン化のポイントに到達する可能性があります。

電離

水素結合に加えて、これを強制する原因物質がある場合、完全なイオン化が発生する可能性があります。塩基はイオン化を強制することができますが、反応方程式によれば、限られた程度の水でイオン化を生成します

C6H5COOH + H2O ---> C6H5COO(-)+ H3O(+)

水は極性溶媒であるため、イオン化により水への溶解性が保証されます。

熱で溶解度が上がる

増加したエネルギーの一部がイオン化が発生するとすぐに水素結合を十分に伸ばすため、熱を加えると溶解度が増加します。イオンは、定義により極性であるため、さまざまなイオンが溶解し、イオンが水に溶解することを示します。


溶解度の増加

温度変化に加えて、安息香酸の水溶性を増加または減少させる他の方法があります。強酸を追加すると、「共通イオン」効果によるイオン化が減少します。 pHの増加は安息香酸のイオン化を増加させ、おそらく反応につながります。