Γιατί το βενζοϊκό οξύ είναι πιο διαλυτό σε αλκαλικό διάλυμα και όχι ουδέτερο ή διάλυμα;

Το βενζοϊκό οξύ είναι πιο διαλυτό σε αλκαλικά διαλύματα λόγω του σχηματισμού βενζοϊκών αλάτων. Όταν το βενζοϊκό οξύ διαλύεται σε αλκαλικό διάλυμα, υφίσταται χημική αντίδραση με τα ιόντα υδροξειδίου (OH-) που υπάρχουν στο διάλυμα. Αυτή η αντίδραση έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ιόντων βενζοϊκού (C6H5COO-) και μόρια νερού. Τα ιόντα βενζοϊκού είναι πιο διαλυτά στο νερό σε σύγκριση με το βενζοϊκό οξύ, το οποίο οδηγεί σε αυξημένη διαλυτότητα του βενζοϊκού οξέος σε αλκαλικά διαλύματα.

Η χημική εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ των ιόντων βενζοϊκού οξέος και υδροξειδίου είναι:

C6H5COOH + OH- → C6H5COO- + H2O

Τα ιόντα των βενζοϊκών που σχηματίζονται σε αυτή την αντίδραση είναι σταθεροποιημένα με συντονισμό, πράγμα που σημαίνει ότι το αρνητικό φορτίο κατανέμεται σε ολόκληρο το μόριο. Αυτή η σταθεροποίηση συντονισμού καθιστά τα βενζοϊκά ιόντα πιο πολικά και επομένως πιο διαλυτά στο νερό. Αντίθετα, το βενζοϊκό οξύ είναι ένα σχετικά μη πολικό μόριο, το οποίο το καθιστά λιγότερο διαλυτό στο νερό.

Η έκταση της διαλυτότητας βενζοϊκού οξέος σε αλκαλικά διαλύματα εξαρτάται από τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου, η διαλυτότητα του βενζοϊκού οξέος αυξάνεται επίσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερα ιόντα διαθέσιμα για να αντιδράσουν με βενζοϊκό οξύ και να σχηματίζουν ιόντα βενζοϊκού.

Συνοπτικά, το βενζοϊκό οξύ είναι πιο διαλυτό σε αλκαλικά διαλύματα λόγω του σχηματισμού βενζοϊκών αλάτων. Αυτά τα άλατα είναι πιο διαλυτά στο νερό σε σύγκριση με το βενζοϊκό οξύ, το οποίο οδηγεί σε αυξημένη διαλυτότητα του βενζοϊκού οξέος σε αλκαλικά περιβάλλοντα.