- Legame idrogeno: Il metanolo (CH3OH) ha un gruppo ossidrile (-OH), che gli consente di formare legami idrogeno con le molecole d'acqua (H2O). Il legame idrogeno si verifica quando un atomo di idrogeno legato covalentemente a un atomo elettronegativo (in questo caso l'ossigeno) interagisce con un altro atomo elettronegativo. La carica parziale positiva dell'atomo di idrogeno nel metanolo attrae la carica parziale negativa dell'atomo di ossigeno nell'acqua, formando un legame. Questi legami idrogeno aiutano le molecole di metanolo a mescolarsi e rimanere disciolte nell'acqua.
- Interazioni dipolo-dipolo: Sia il metanolo che l'acqua sono molecole polari, nel senso che hanno un'estremità positiva parziale e un'estremità negativa parziale a causa delle differenze di elettronegatività. Il metanolo ha una leggera carica positiva sull'atomo di idrogeno e una leggera carica negativa sull'atomo di ossigeno, mentre l'acqua ha una leggera carica positiva sugli atomi di idrogeno e una leggera carica negativa sull'atomo di ossigeno. Queste cariche parziali creano momenti di dipolo in entrambe le molecole. L'estremità positiva di una molecola può interagire con l'estremità negativa di un'altra molecola, formando interazioni dipolo-dipolo. Queste interazioni contribuiscono alla solubilità del metanolo in acqua.
- Forze di van der Waals: Le forze di van der Waals sono forze intermolecolari deboli che includono le forze di dispersione di London e le forze dipolo indotte dal dipolo permanente. Le forze di dispersione di Londra derivano dalle fluttuazioni temporanee nella distribuzione degli elettroni delle molecole. Queste fluttuazioni creano dipoli istantanei, che possono indurre dipoli nelle molecole vicine. Le forze dipolo indotte dal dipolo permanente si verificano quando un dipolo permanente in una molecola induce un dipolo in una molecola non polare o in una molecola polare senza dipolo permanente. Sebbene le forze di van der Waals siano più deboli del legame idrogeno e delle interazioni dipolo-dipolo, contribuiscono anche alla solubilità complessiva del metanolo in acqua.
L'effetto combinato del legame idrogeno, delle interazioni dipolo-dipolo e delle forze di van der Waals consente al metanolo di dissolversi in acqua e formare una miscela omogenea.
