Water en olie hebben geen interactie vanwege verschillen in polariteit. Water is een polair molecuul, terwijl olie dat niet is. De polariteit van het water zorgt voor een hoge oppervlaktespanning. Het verschil in polariteit maakt olie ook onoplosbaar in water. Zepen kunnen van deze verschillen profiteren om de twee soorten moleculen te scheiden, waardoor het reinigingsproces wordt vergemakkelijkt.

Polariteit

Een polaire molecule heeft zijn elektrostatische potentiaal ongelijk verdeeld door het molecuul. Het resulterende verschil in elektrische potentiaal wordt een dipoolmoment genoemd. Een watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen gebonden aan een zuurstofatoom. Het zuurstofatoom oefent een sterke aantrekkingskracht uit op de elektronen in het molecuul. Het watermolecuul heeft een gebogen vorm, waarbij de negatieve lading geconcentreerd is rond het zuurstofatoom en een netto positieve lading geconcentreerd is rond de waterstofatomen. Dit geeft water een netto dipoolmoment. Oliemoleculen daarentegen zijn niet polair. Er is geen netto lading op enige locatie van het oliemolecuul.

Oppervlaktespanning

Waterpolariteit geeft het de mogelijkheid om waterstofbruggen te vormen met andere moleculen. In een waterstofbinding trekt de negatieve zuurstof-dipool de positieve waterstof-dipool van een ander watermolecuul aan. De resulterende bindingen worden waterstofbruggen genoemd en ze dragen bij aan de hoge oppervlaktespanning van water. Om de oppervlaktespanning te veranderen, kunt u het water verwarmen. Deze lagere oppervlaktespanning zorgt ervoor dat water in kleinere ruimtes kan komen dan wanneer het een hogere oppervlaktespanning zou hebben.

Oplosbaarheid

De relatieve polariteit van twee moleculen houdt rechtstreeks verband met hun oplosbaarheid. Over het algemeen hebben oplossingen betrekking op moleculen met dezelfde polariteit. Daarom is olie onoplosbaar in water. In feite wordt gezegd dat olie hydrofoob is, oftewel "water hatend". De netto ladingen van een watermolecuul trekken de neutrale oliemoleculen niet aan, en omgekeerd. Daarom mengen olie en water zich niet. Als je de twee combineert, zul je merken dat ze afzonderlijke lagen in een kopje creëren.

Zepen voor

Zeep maakt gebruik van de moleculaire verschillen tussen water en olie. Een deel van een zeepmolecuul is niet-polair en kan zich daarom mengen met olie. Een ander deel van een zeepmolecuul is polair en kan daarom interageren met watermoleculen. Deze interactie helpt de oppervlaktespanning en waterstofbinding tussen watermoleculen te verzwakken. Bovendien zullen de niet-polaire uiteinden van de zeepmoleculen worden aangetrokken door de niet-polaire olie- en vetmoleculen. Dit creëert een bolvormige structuur, een micel, waarin de olie- of vetmoleculen centraal staan ​​en het water buiten wordt gehouden.