Água e óleo não interagem devido a diferenças na polaridade. A água é uma molécula polar, enquanto o petróleo não é. A polaridade da água lhe confere uma alta tensão superficial. A diferença na polaridade também torna o óleo insolúvel na água. Os sabões podem aproveitar essas diferenças para separar os dois tipos de moléculas, facilitando assim o processo de limpeza.

Polaridade

Uma molécula polar tem seu potencial eletrostático distribuído de forma desigual por toda a molécula. A diferença resultante no potencial elétrico é chamada de momento dipolar. Uma molécula de água consiste de dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. O átomo de oxigênio exerce uma forte força atrativa sobre os elétrons na molécula. A molécula de água tem uma forma curvada, onde a carga negativa é concentrada em torno do átomo de oxigênio e uma carga líquida positiva é concentrada em torno dos átomos de hidrogênio. Isso dá à água um momento de dipolo líquido. As moléculas de óleo, por outro lado, não são polares. Não há carga líquida em qualquer local da molécula de óleo.

Tensão superficial

A polaridade da água lhe dá a capacidade de formar pontes de hidrogênio com outras moléculas. Em uma ligação de hidrogênio, o dipolo de oxigênio negativo atrai o dipolo de hidrogênio positivo de outra molécula de água. Os títulos resultantes são chamados ligações de hidrogênio e contribuem para a alta tensão superficial da água. Para mudar a tensão superficial, você pode aquecer a água. Essa menor tensão superficial permite que a água entre em espaços menores do que se tivesse uma tensão superficial mais alta.

Solubilidade

A polaridade relativa de duas moléculas está diretamente relacionada à sua solubilidade. Em geral, as soluções envolvem moléculas de polaridade semelhante. Portanto, o óleo é insolúvel em água. De fato, diz-se que o petróleo é hidrofóbico ou "odiador de água". As cargas líquidas de uma molécula de água não atraem as moléculas de óleo neutro e vice-versa. Por isso, o óleo e a água não se misturam. Se você combinar os dois, você notará que eles criam camadas separadas em um copo.

Sabonetes

Os sabonetes aproveitam as diferenças moleculares entre a água e o óleo. Parte de uma molécula de sabão é apolar e, portanto, pode misturar-se com óleo. Outra parte de uma molécula de sabão é polar e, portanto, pode interagir com moléculas de água. Essa interação ajuda a enfraquecer a tensão superficial e a ligação de hidrogênio entre as moléculas de água. Além disso, as extremidades não polares das moléculas de sabão serão atraídas para as moléculas de óleo e graxa não-polares. Isso cria uma estrutura esférica chamada micela, onde as moléculas de óleo ou graxa estão no centro e a água é mantida fora.