Vatten och olja påverkar inte på grund av skillnader i polaritet. Vatten är en polär molekyl, medan olja inte är. Vattens polaritet ger en hög ytspänning. Skillnaden i polaritet gör också oljan olöslig i vatten. Tvål kan utnyttja dessa skillnader för att skilja de två typerna av molekyler, vilket underlättar rengöringsprocessen.

Polaritet

En polär molekyl har sin elektrostatiska potential fördelad ojämnt i molekylen. Den resulterande skillnaden i elektrisk potential kallas ett dipolmoment. En vattenmolekyl består av två väteatomer bundna till en syreatom. Syreatomen utövar en stark attraktiv kraft på elektronerna i molekylen. Vattenmolekylen har en böjd form, där den negativa laddningen är koncentrerad kring syreatomen och en positiv nettoladdning koncentreras kring väteatomerna. Detta ger vatten ett netdipolmoment. Oljemolekyler å andra sidan är inte polära. Det finns ingen nettobelastning på någon plats av oljemolekylen.

Ytspänning

Vattens polaritet gör det möjligt att bilda vätebindningar med andra molekyler. I en vätebindning lockar den negativa syre dipolen den positiva väte dipolen från en annan vattenmolekyl. De resulterande bindningarna kallas vätebindningar, och de bidrar till vattenets höga ytspänning. För att ändra ytspänningen kan du värma vattnet. Den här undre ytspänningen gör att vatten kan komma i mindre utrymmen än om det hade högre ytspänning.

Löslighet

Den relativa polariteten hos två molekyler hänför sig direkt till deras löslighet. I allmänhet innefattar lösningar molekyler med liknande polaritet. Därför är oljan olöslig i vatten. Faktum är att olja sägs vara hydrofob eller "vattenhattande". Nettokostnaden för en vattenmolekyl attraherar inte de neutrala oljemolekylerna och vice versa. Därför blandar inte olja och vatten. Om du kombinerar de två märker du att de skapar separata lager i en kopp.

Tvål

Tvål utnyttjar de molekylära skillnaderna mellan vatten och olja. En del av en tvålmolekyl är icke-polär och kan därför blandas med olja. En annan del av en tvålmolekyl är polär och kan därför interagera med vattenmolekyler. Denna interaktion hjälper till att försvaga ytspänningen och vätebindningen mellan vattenmolekyler. Dessutom kommer de icke-polära ändarna av tvålmolekylerna att lockas till de icke-polära olje- och fettmolekylerna. Detta skapar en sfärisk struktur kallad en micelle, där olje- eller fettmolekylerna ligger i mitten och vattnet hålls utanför.