L'acqua e l'olio non interagiscono a causa delle differenze di polarità. L'acqua è una molecola polare, mentre il petrolio no. La polarità dell'acqua conferisce un'elevata tensione superficiale. La differenza di polarità rende anche l'olio insolubile in acqua. I saponi possono trarre vantaggio da queste differenze al fine di separare i due tipi di molecole, facilitando così il processo di pulizia.

Polarità

Una molecola polare ha il suo potenziale elettrostatico distribuito in modo non uniforme attraverso la molecola. La differenza risultante in potenziale elettrico è chiamato un momento di dipolo. Una molecola d'acqua consiste di due atomi di idrogeno legati ad un atomo di ossigeno. L'atomo di ossigeno esercita una forte forza attrattiva sugli elettroni nella molecola. La molecola d'acqua ha una forma curva, dove la carica negativa è concentrata attorno all'atomo di ossigeno e una carica positiva netta è concentrata attorno agli atomi di idrogeno. Questo dà all'acqua un momento di dipolo netto. Le molecole di olio, d'altra parte, non sono polari. Non c'è carica netta in nessuna posizione della molecola di petrolio.

Tensione superficiale

La polarità dell'acqua gli conferisce la capacità di formare legami idrogeno con altre molecole. In un legame a idrogeno, il dipolo di ossigeno negativo attrae il dipolo di idrogeno positivo da un'altra molecola di acqua. I legami risultanti sono chiamati legami idrogeno e contribuiscono all'elevata tensione superficiale dell'acqua. Per cambiare la tensione superficiale, è possibile riscaldare l'acqua. Questa bassa tensione superficiale consente all'acqua di entrare in spazi più piccoli rispetto a una tensione superficiale più elevata.

Solubilità

La polarità relativa di due molecole si riferisce direttamente alla loro solubilità. In generale, le soluzioni coinvolgono molecole di polarità simile. Pertanto, l'olio è insolubile in acqua. In realtà, si dice che il petrolio sia idrofobo, o "odio dell'acqua". Le cariche nette di una molecola d'acqua non attraggono le molecole di olio neutro e viceversa. Quindi, olio e acqua non si mescolano. Se combini i due, noterai che creano strati separati in una tazza.

Saponi

I saponi traggono vantaggio dalle differenze molecolari tra acqua e olio. Parte di una molecola di sapone è non polare e quindi può mescolarsi con l'olio. Un'altra parte di una molecola di sapone è polare e pertanto può interagire con le molecole d'acqua. Questa interazione aiuta a indebolire la tensione superficiale e il legame dell'idrogeno tra le molecole d'acqua. Inoltre, le estremità non polari delle molecole di sapone saranno attratte dalle molecole di olio e grasso non polari. Questo crea una struttura sferica chiamata micella, dove le molecole di olio o di grasso sono al centro e l'acqua viene mantenuta all'esterno.