El agua y el aceite no interactúan debido a las diferencias de polaridad. El agua es una molécula polar, mientras que el petróleo no lo es. La polaridad del agua le da una alta tensión superficial. La diferencia en la polaridad también hace que el aceite sea insoluble en agua. Los jabones pueden aprovechar estas diferencias para separar los dos tipos de moléculas, facilitando así el proceso de limpieza.

Polaridad

Una molécula polar tiene su potencial electrostático distribuido de forma desigual por toda la molécula. La diferencia resultante en el potencial eléctrico se llama momento dipolo. Una molécula de agua consta de dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno. El átomo de oxígeno ejerce una fuerte fuerza de atracción sobre los electrones en la molécula. La molécula de agua tiene una forma doblada, donde la carga negativa se concentra alrededor del átomo de oxígeno y una carga neta positiva se concentra alrededor de los átomos de hidrógeno. Esto le da al agua un momento dipolar neto. Las moléculas de petróleo, por otro lado, no son polares. No hay carga neta en ninguna ubicación de la molécula de aceite.

Tensión superficial

La polaridad del agua le da la capacidad de formar enlaces de hidrógeno con otras moléculas. En un enlace de hidrógeno, el dipolo de oxígeno negativo atrae al dipolo de hidrógeno positivo de otra molécula de agua. Los enlaces resultantes se llaman enlaces de hidrógeno y contribuyen a la alta tensión superficial del agua. Para cambiar la tensión superficial, puedes calentar el agua. Esta tensión superficial más baja permite que el agua entre en espacios más pequeños que si tuviera una tensión superficial más alta.

Solubilidad

La polaridad relativa de dos moléculas se relaciona directamente con su solubilidad. En general, las soluciones involucran moléculas de polaridad similar. Por lo tanto, el aceite es insoluble en agua. De hecho, se dice que el aceite es hidrofóbico o "que odia el agua". Las cargas netas de una molécula de agua no atraen las moléculas de aceite neutro, y viceversa. Por lo tanto, el aceite y el agua no se mezclan. Si combina los dos, notará que crean capas separadas en una taza.

Jabones

Los jabones aprovechan las diferencias moleculares entre agua y aceite. Parte de una molécula de jabón es no polar y, por lo tanto, puede mezclarse con aceite. Otra parte de una molécula de jabón es polar y, por lo tanto, puede interactuar con las moléculas de agua. Esta interacción ayuda a debilitar la tensión superficial y el enlace de hidrógeno entre las moléculas de agua. Además, los extremos no polares de las moléculas de jabón serán atraídos por las moléculas de aceite y grasa no polar. Esto crea una estructura esférica llamada micela, donde las moléculas de aceite o grasa están en el centro y el agua se mantiene afuera.