1。分子の非極性性: ベンゾ酸は、大きな非極性芳香族環(ベンゼン環)と比較的小さな極カルボン酸基を持っています。これにより、分子は主に非極性になります。
2。水の極性: 水は非常に極性溶媒であり、極性分子と好意的に相互作用します。
3。分子間力:
* ベンゾ酸: ベンゾ酸の支配的な分子間力は、非極性環のため、ファンデルワールス力です。これらの力は比較的弱いです。
* 水: 水分子は、強力な水素結合によってまとめられています。
4。エネルギー要件: ベンゾ酸が水に溶解するためには、水分子は既存の水素結合を破壊し、ベンゾ酸分子との新しい相互作用を確立する必要があります。これには、特に低温ではかなりの量のエネルギーが必要です。
5。エントロピー: 水にベンゾ酸を溶解するプロセスは、エントロピー的に好ましくありません。これは、ベンゾ酸分子が導入されると、水分子の順序付けられた構造がより障害になるためです。
全体:
*ベンゾ酸の非極性の性質は、極水分子との強力な相互作用を形成することを防ぎます。
*水中の水素結合を破壊し、ベンゾ酸との新しい相互作用を確立するために必要なエネルギーは、冷水で高くなっています。
*水にベンゾ酸を溶解するエントロピーコストは不利です。
したがって、低温では、これらの要因が組み合わさって、水中のベンゾ酸の溶解度を非常に低くします。
注: エネルギーの増加はエネルギーの障壁を克服し、溶解を好むために必要なエネルギーを提供するため、温水でベンゾ酸の溶解度が大幅に増加します。