Molecular Activity of Water Vs. Oil

Vand og olie interagerer ikke på grund af forskelle i polaritet. Vand er et polært molekyle, mens olie ikke er. Vandets polaritet giver det en høj overfladespænding. Forskellen i polaritet gør også olie uopløselig i vand. Sæber kan udnytte disse forskelle for at adskille de to slags molekyler og derved lette rengøringsprocessen.

Polaritet

Et polært molekyle har sit elektrostatiske potentiale fordelt ujævnt gennem molekylet. Den resulterende forskel i elektrisk potential kaldes et dipolmoment. Et vandmolekyle består af to hydrogenatomer bundet til et oxygenatom. Oxygenatomet udøver en stærk attraktiv kraft på elektronerne i molekylet. Vandmolekylet har en bøjet form, hvor den negative ladning er koncentreret omkring oxygenatomet, og en netto positiv ladning er koncentreret omkring hydrogenatomerne. Dette giver vand et netdipolmoment. Oliemolekyler er på den anden side ikke polære. Der er ingen nettobelastning på noget sted af oliemolekylet.

Overfladespænding

Vands polaritet giver det mulighed for at danne hydrogenbindinger med andre molekyler. I en hydrogenbinding tiltrækker den negative oxygendipol den positive hydrogendipol fra et andet vandmolekyle. De resulterende bindinger kaldes hydrogenbindinger, og de bidrager til vandets høje overfladespænding. For at ændre overfladespændingen kan du opvarme vandet. Denne nedre overfladespænding gør det muligt for vand at komme i mindre rum end hvis det havde en højere overfladespænding.

Opløselighed

Den relative polaritet af to molekyler vedrører direkte deres opløselighed. Generelt involverer løsninger molekyler af tilsvarende polaritet. Derfor er olie uopløselig i vand. Faktisk er olie siges at være hydrofob eller "vandhederende". Nettomkostningerne på et vandmolekyle tiltrækker ikke de neutrale oliemolekyler, og omvendt. Derfor blandes olie og vand ikke sammen. Hvis du kombinerer de to, vil du bemærke, at de opretter separate lag i en kop.

Sæber

Såper udnytter de molekylære forskelle mellem vand og olie. En del af et såpemolekyle er ikke-polært og kan derfor blandes med olie. En anden del af et såpemolekyle er polært og kan derfor interagere med vandmolekyler. Denne interaktion hjælper med at svække overfladespændingen og hydrogenbindingen mellem vandmolekyler. Derudover vil de ikke-polære ender af sæbe molekylerne blive tiltrukket af de ikke-polære olie og fedtmolekyler. Dette skaber en sfærisk struktur kaldet en micelle, hvor olie- eller fedtmolekylerne er i centrum, og vandet holdes udenfor.