Aktivitas Molekuler Air Vs. Minyak

Air dan minyak tidak berinteraksi karena perbedaan polaritas. Air adalah molekul polar, sedangkan minyak tidak. Polaritas air memberikan tegangan permukaan yang tinggi. Perbedaan polaritas juga membuat minyak tidak larut dalam air. Sabun dapat memanfaatkan perbedaan ini untuk memisahkan kedua jenis molekul tersebut, sehingga memudahkan proses pembersihan.

Molekul polar memiliki potensial elektrostatik yang didistribusikan secara tidak merata di seluruh molekul. Perbedaan potensial listrik yang dihasilkan disebut momen dipol. Molekul air terdiri dari dua atom hidrogen yang terikat pada atom oksigen. Atom oksigen memberikan gaya tarik yang kuat pada elektron dalam molekul. Molekul air memiliki bentuk bengkok, di mana muatan negatif terkonsentrasi di sekitar atom oksigen dan muatan positif bersih terkonsentrasi di sekitar atom hidrogen. Ini memberikan air momen dipol bersih. Molekul minyak, di sisi lain, tidak polar. Tidak ada muatan bersih di setiap lokasi molekul minyak.

Polaritas air memberinya kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul lain. Dalam ikatan hidrogen, dipol oksigen negatif menarik dipol hidrogen positif dari molekul air lain. Ikatan yang dihasilkan disebut ikatan hidrogen, dan mereka berkontribusi pada tegangan permukaan air yang tinggi. Untuk mengubah tegangan permukaan, Anda dapat memanaskan air. Tegangan permukaan yang lebih rendah ini memungkinkan air masuk ke ruang yang lebih kecil daripada jika memiliki tegangan permukaan yang lebih tinggi.

Polaritas relatif dari dua molekul secara langsung berhubungan dengan kelarutannya. Secara umum, larutan melibatkan molekul dengan polaritas yang sama. Oleh karena itu, minyak tidak larut dalam air. Bahkan, minyak dikatakan hidrofobik, atau "membenci air." Muatan bersih molekul air tidak menarik molekul minyak netral, dan sebaliknya. Oleh karena itu, minyak dan air tidak dapat bercampur. Jika Anda menggabungkan keduanya, Anda akan melihat bahwa mereka membuat lapisan terpisah dalam cangkir.

Sabun memanfaatkan perbedaan molekuler antara air dan minyak. Bagian dari molekul sabun bersifat nonpolar, dan karena itu dapat bercampur dengan minyak. Bagian lain dari molekul sabun bersifat polar, dan karena itu dapat berinteraksi dengan molekul air. Interaksi ini membantu melemahkan tegangan permukaan dan ikatan hidrogen antara molekul air. Selain itu, ujung nonpolar molekul sabun akan tertarik pada molekul minyak dan lemak nonpolar. Ini menciptakan struktur bola yang disebut misel, di mana molekul minyak atau lemak berada di tengah, dan air disimpan di luar.