Voda i ulje ne djeluju međusobno zbog razlika u polaritetu. Voda je polarna molekula, dok ulje nije. Polaritet vode daje joj visoku površinsku napetost. Razlika u polaritetu također čini ulje netopivim u vodi. Sapuni mogu iskoristiti ove razlike kako bi razdvojili dvije vrste molekula, olakšavajući tako postupak čišćenja.
Polaritet
Polarna molekula ima svoj elektrostatički potencijal neravnomjerno raspoređen po molekuli. Rezultirajuća razlika u električnom potencijalu naziva se dipolni moment. Molekula vode sastoji se od dva atoma vodika vezana za atom kisika. Atom kisika vrši snažnu privlačnu silu na elektrone u molekuli. Molekula vode ima savijeni oblik, gdje je negativni naboj koncentriran oko atoma kisika, a neto pozitivni naboj oko atoma vodika. To daje vodi neto dipolni moment. Molekule nafte, s druge strane, nisu polarne. Na bilo kojem mjestu molekule ulja nema neto naboja.
Površinska napetost
Polaritet vode daje joj sposobnost stvaranja vodikovih veza s drugim molekulama. U vodikovoj vezi negativni dipol kisika privlači pozitivni dipol vodika iz druge molekule vode. Nastale veze nazivaju se vodikovim vezama i one doprinose velikom površinskom naponu vode. Da biste promijenili površinski napon, možete zagrijati vodu. Ova niža površinska napetost omogućuje vodi da uđe u manje prostore nego da ima veću površinsku napetost.
Topljivost
Relativni polaritet dviju molekula izravno se odnosi na njihovu topljivost. Općenito, rješenja uključuju molekule slične polarnosti. Stoga je ulje netopivo u vodi. Zapravo se kaže da je nafta hidrofobna ili "mrzi vodu". Neto naboji molekule vode ne privlače neutralne molekule ulja, i obrnuto. Stoga se ulje i voda ne miješaju. Ako kombinirate to dvoje, primijetit ćete da oni stvaraju zasebne slojeve u šalici.
Sapuni
Sapuni iskorištavaju molekularne razlike između vode i ulja. Dio molekule sapuna je nepolaran i stoga se može miješati s uljem. Drugi dio molekule sapuna je polarni i stoga može komunicirati s molekulama vode. Ova interakcija pomaže oslabiti površinski napon i vezu vodika između molekula vode. Uz to, nepolarni krajevi molekula sapuna privlačit će se nepolarnim molekulama ulja i masti. To stvara sfernu strukturu koja se naziva micela, gdje su molekule ulja ili masti u središtu, a voda se zadržava vani.