水の分子活性対。 油

極性の違いにより、水と油は相互作用しません。 水は極性分子ですが、油はそうではありません。 水の極性はそれに高い表面張力を与えます。 極性の違いにより、油は水に不溶性になります。 石鹸は、2種類の分子を分離するためにこれらの違いを利用することができ、それによって洗浄プロセスを容易にします。

極性分子の静電ポテンシャルは、分子全体に不均一に分布しています。 結果として生じる電位差は、双極子モーメントと呼ばれます。 水分子は、酸素原子に結合した2つの水素原子で構成されています。 酸素原子は分子内の電子に強い引力を及ぼします。 水分子は曲がった形状をしており、負電荷は酸素原子の周りに集中し、正味の正電荷は水素原子の周りに集中します。 これにより、水に正味の双極子モーメントが与えられます。 一方、油分子は極性がありません。 油分子のどの場所にも正味の電荷はありません。

水の極性により、他の分子と水素結合を形成することができます。 水素結合では、負の酸素双極子が別の水分子から正の水素双極子を引き付けます。 得られた結合は水素結合と呼ばれ、水の高い表面張力に寄与します。 表面張力を変えるために、水を加熱することができます。 この低い表面張力により、水は高い表面張力を持っている場合よりも小さなスペースに入ることができます。

2つの分子の相対的な極性は、それらの溶解度に直接関係します。 一般に、溶液には同様の極性の分子が含まれます。 したがって、油は水に溶けません。 実際、油は疎水性、つまり「水を嫌う」と言われています。 水分子の正味電荷は中性油分子を引き付けません。逆もまた同様です。 したがって、油と水は混ざりません。 2つを組み合わせると、カップ内に別々のレイヤーが作成されることがわかります。

石鹸は、水と油の分子の違いを利用しています。 石鹸分子の一部は無極性であるため、油と混合する可能性があります。 石鹸分子の別の部分は極性があるため、水分子と相互作用する可能性があります。 この相互作用は、水分子間の表面張力と水素結合を弱めるのに役立ちます。 さらに、石鹸分子の非極性端は、非極性オイルおよびグリース分子に引き付けられます。 これにより、ミセルと呼ばれる球形の構造が作成されます。この構造では、油またはグリースの分子が中心にあり、水は外側に保持されます。