Acqua e olio non interagiscono a causa delle differenze di polarità. L'acqua è una molecola polare, mentre l'olio no. La polarità dell'acqua gli conferisce un'elevata tensione superficiale. La differenza di polarità rende anche l'olio insolubile in acqua. I saponi possono sfruttare queste differenze per separare i due tipi di molecole, facilitando così il processo di pulizia.
Polarità
Una molecola polare ha il suo potenziale elettrostatico distribuito in modo non uniforme in tutta la molecola. La differenza di potenziale elettrico risultante è chiamata momento di dipolo. Una molecola d'acqua è costituita da due atomi di idrogeno legati a un atomo di ossigeno. L'atomo di ossigeno esercita una forte forza attrattiva sugli elettroni della molecola. La molecola d'acqua ha una forma piegata, dove la carica negativa è concentrata attorno all'atomo di ossigeno e una carica positiva netta è concentrata attorno agli atomi di idrogeno. Questo dà all'acqua un momento di dipolo netto. Le molecole di olio, d'altra parte, non sono polari. Non c'è carica netta in nessuna posizione della molecola dell'olio.
Tensione superficiale
La polarità dell'acqua le conferisce la capacità di formare legami idrogeno con altre molecole. In un legame idrogeno, il dipolo di ossigeno negativo attrae il dipolo di idrogeno positivo da un'altra molecola d'acqua. I legami risultanti sono chiamati legami idrogeno e contribuiscono all'elevata tensione superficiale dell'acqua. Per modificare la tensione superficiale, puoi riscaldare l'acqua. Questa tensione superficiale inferiore consente all'acqua di entrare in spazi più piccoli rispetto a se avesse una tensione superficiale maggiore.
solubilità
La polarità relativa di due molecole è direttamente correlata alla loro solubilità. In generale, le soluzioni coinvolgono molecole di polarità simile. Pertanto, l'olio è insolubile in acqua. In effetti, si dice che l'olio sia idrofobo, o "odio per l'acqua". Le cariche nette di una molecola d'acqua non attraggono le molecole neutre dell'olio e viceversa. Quindi, olio e acqua non si mescolano. Se unisci i due, noterai che creano strati separati in una tazza.
saponi
I saponi sfruttano le differenze molecolari tra acqua e olio. Una parte di una molecola di sapone non è polare e quindi può mescolarsi con l'olio. Un'altra parte di una molecola di sapone è polare e quindi può interagire con le molecole d'acqua. Questa interazione aiuta a indebolire la tensione superficiale e il legame idrogeno tra le molecole d'acqua. Inoltre, le estremità non polari delle molecole di sapone saranno attratte dalle molecole di olio e grasso non polari. Questo crea una struttura sferica chiamata micella, in cui le molecole di olio o grasso sono al centro e l'acqua viene trattenuta all'esterno.