La ecuación química para la reacción entre el ácido benzoico y los iones hidróxido es:
C6H5COOH + OH- → C6H5COO- + H2O
Los iones de benzoato formados en esta reacción están estabilizados por resonancia, es decir, la carga negativa se distribuye por toda la molécula. Esta estabilización por resonancia hace que los iones de benzoato sean más polares y, por tanto, más solubles en agua. Por el contrario, el ácido benzoico es una molécula relativamente apolar, lo que lo hace menos soluble en agua.
El grado de solubilidad del ácido benzoico en soluciones alcalinas depende de la concentración de iones hidróxido. A medida que aumenta la concentración de iones hidróxido, también aumenta la solubilidad del ácido benzoico. Esto se debe a que una mayor concentración de iones de hidróxido significa que hay más iones disponibles para reaccionar con el ácido benzoico y formar iones de benzoato.
En resumen, el ácido benzoico es más soluble en soluciones alcalinas debido a la formación de sales de benzoato. Estas sales son más solubles en agua en comparación con el ácido benzoico, lo que conduce a una mayor solubilidad del ácido benzoico en ambientes alcalinos.