Voda a olej neinteragují kvůli rozdílům v polaritě. Voda je polární molekula, zatímco olej není. Polarita vody jí dodává vysoké povrchové napětí. Rozdíl v polaritě také činí olej nerozpustným ve vodě. Mýdla mohou využít těchto rozdílů k oddělení dvou druhů molekul, a tím usnadnit proces čištění.
Polarita
Polární molekula má svůj elektrostatický potenciál nerovnoměrně rozložený v celé molekule. Výsledný rozdíl v elektrickém potenciálu se nazývá dipólový moment. Molekula vody se skládá ze dvou atomů vodíku navázaných na atom kyslíku. Atom kyslíku vyvíjí silnou přitažlivou sílu na elektrony v molekule. Molekula vody má ohnutý tvar, kde je negativní náboj koncentrován kolem atomu kyslíku a čistý pozitivní náboj je koncentrován kolem atomů vodíku. To dává vodě čistý dipólový moment. Molekuly oleje na druhé straně nejsou polární. Na žádném místě molekuly oleje není čistý náboj.
Povrchové napětí
Polarita vody mu dává schopnost vytvářet vodíkové vazby s jinými molekulami. Ve vodíkové vazbě negativní dipól kyslíku přitahuje pozitivní dipól vodíku z jiné molekuly vody. Výsledné vazby se nazývají vodíkové vazby a přispívají k vysokému povrchovému napětí vody. Chcete-li změnit povrchové napětí, můžete vodu ohřát. Toto nižší povrchové napětí umožňuje vodě dostat se do menších prostor, než kdyby měla vyšší povrchové napětí.
Rozpustnost
Relativní polarita dvou molekul přímo souvisí s jejich rozpustností. Obecně řešení zahrnují molekuly podobné polarity. Proto je olej nerozpustný ve vodě. Ve skutečnosti se o ropě říká, že je hydrofobní nebo „nenávidí vodu“. Čisté náboje molekuly vody nepřitahují molekuly neutrálního oleje a naopak. Olej a voda se proto nemísí. Pokud tyto dva zkombinujete, všimnete si, že vytvářejí samostatné vrstvy v šálku.
Mýdla
Mýdla využívají molekulárních rozdílů mezi vodou a olejem. Část molekuly mýdla je nepolární, a proto se může mísit s olejem. Další část molekuly mýdla je polární, a proto může interagovat s molekulami vody. Tato interakce pomáhá oslabit povrchové napětí a vodíkové vazby mezi molekulami vody. Kromě toho budou nepolární konce molekul mýdla přitahovány k nepolárním molekulám oleje a mastnoty. Tím se vytvoří sférická struktura zvaná micela, kde jsou molekuly oleje nebo mastnoty ve středu a voda je udržována venku.
