Mengapa Asam Benzoat Sedikit Larut dalam Air?

Benzena, C6H6, adalah hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah, dan komponen utama bensin. Ini digunakan untuk membuat serat sintetis, deterjen dan bahkan obat-obatan. Anda dapat memperoleh asam benzoat, struktur kimia C6H5COOH, dari benzena dengan menyatukan molekul benzena yang tidak larut dalam air dengan gugus asam karboksilat, (-COOH). Ini menghasilkan bubuk putih yang larut dalam air dan berbau harum yang digunakan untuk perasa dan parfum. Pembentukan asam benzoat berkaitan dengan "kemampuan ionisasi." Air dapat menempel pada asam benzoat melalui ikatan hidrogen. Di luar itu, molekul air dapat menstabilkan pembentukan ion “benozat”.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Asam benzoat memiliki kelarutan yang rendah dalam air bersuhu kamar karena sebagian besar molekulnya bersifat non-polar. Pada suhu yang lebih tinggi, kelarutan meningkat.

Alasan utama asam benzoat hanya sedikit larut dalam air dingin adalah bahwa, meskipun gugus asam karboksilat bersifat polar, sebagian besar molekul asam benzoat bersifat non-polar (air bersifat polar). Hanya gugus karboksilat yang bersifat polar. Selain itu, tidak ada struktur penstabil internal yang mendukung karboksilat, -COO(-), daripada asam karboksilat, -COOH.

Ketika tidak ada air, dua molekul asam benzoat dapat membentuk apa yang disebut dimer. Dalam hal ini, satu molekul hidrogen-ikatan ke molekul kedua.

Dengan adanya air, meskipun ionisasinya pendek, air dapat berikatan hidrogen dengan asam benzoat. Jadi:

C6H5COOH + H2O → C6H5COO--H--OH2.

Spesies yang terikat hidrogen seperti itu dapat mencapai titik ionisasi.

Di luar pembentukan ikatan hidrogen, ionisasi penuh dapat terjadi jika ada beberapa agen penyebab yang memaksanya. Basa dapat memaksa ionisasi, tetapi pada tingkat tertentu air menghasilkan ionisasi, menurut persamaan reaksi berikut:

C6H5COOH + H2O → C6H5COO(-) + H3O(+)

Ionisasi menjamin kelarutan dalam air, karena air adalah pelarut polar.

Penambahan panas sangat meningkatkan kelarutan karena beberapa peningkatan energi cukup memperpanjang ikatan hidrogen, sehingga terjadi ionisasi. Ion menurut definisi polar, sehingga kebenaran umum, seperti larut seperti, menunjukkan ion kemudian akan larut dalam air.

Selain perubahan suhu, ada cara lain untuk meningkatkan atau menurunkan kelarutan asam benzoat dalam air. Penambahan asam kuat menurunkan ionisasi melalui efek "ion umum". Peningkatan pH meningkatkan ionisasi asam benzoat, mungkin menyebabkan reaksi.

Meskipun kelarutannya dalam air rendah, asam benzoat larut dalam pelarut lain. Beberapa angka kelarutan yang diprediksi lebih tinggi untuk pelarut umum termasuk 3,85M untuk heksana dan 9,74M untuk etil asetat.