يذوب حامض البنزويك في الماء البارد بدرجة أقل من الماء الساخن. وذلك لأن حامض البنزويك عبارة عن مركب عضوي غير قطبي، بينما الماء قطبي. وبالتالي، فإن قوى التجاذب بين جزيئات حامض البنزويك نفسها أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات حامض البنزويك وجزيئات الماء.
في الماء البارد، تكون جزيئات الماء أقل حركة، مما يجعل من الصعب على جزيئات حامض البنزويك التغلب على قوى التجاذب بين نفسها. أما في الماء الساخن، تكون جزيئات الماء أكثر حركة، مما يجعل من الأسهل على جزيئات حامض البنزويك التغلب على قوى التجاذب بين نفسها والاندماج في الماء.
بشكل عام، يذوب المركبات غير القطبية في المذيبات غير القطبية، بينما يذوب المركبات القطبية في المذيبات القطبية. وبما أن الماء قطبي، فإن حامض البنزويك، وهو مركب غير قطبي، يذوب فيه بشكل أفضل عند ارتفاع درجة الحرارة، حيث تكون جزيئات الماء أكثر حركة.
فيما يلي شرح أكثر تفصيلاً:
- قوى التجاذب بين جزيئات حامض البنزويك:
ترتبط جزيئات حامض البنزويك ببعضها البعض من خلال قوى تساهمية. وهي قوى قوية نسبياً، مما يجعل من الصعب على جزيئات حامض البنزويك التغلب عليها.
- قوى التجاذب بين جزيئات حامض البنزويك وجزيئات الماء:
ترتبط جزيئات حامض البنزويك بجزيئات الماء من خلال قوى فان دير فالس. وهي قوى ضعيفة نسبياً، مما يجعل من السهل على جزيئات حامض البنزويك التغلب عليها.
- درجة الحرارة وحركة جزيئات الماء:
تزيد درجة الحرارة من حركة جزيئات الماء. وبما أن قوى التجاذب بين جزيئات الماء هي قوى ديناميكية حرارية، فإنها تزداد قوة مع زيادة حركة جزيئات الماء. وبالتالي، فإن زيادة درجة الحرارة تزيد من قوى التجاذب بين جزيئات الماء، مما يجعل من الصعب على جزيئات حامض البنزويك التغلب عليها.
وعليه، فإن يذوب حامض البنزويك في الماء البارد بدرجة أقل من الماء الساخن.