大人のための再学習：なぜ水と油は混ざらないのか？（化学の基礎）
はじめに：身近な「混ざらない」現象
私たちの日常生活の中で、水と油が一緒にならない光景をよく目にします。例えば、ドレッシングをしばらく置いておくと、油の層と水分の層に分かれていますね。天ぷらを揚げた後の油も、水で洗い流そうとしてもなかなかきれいに落ちません。
なぜ、この二つは互いに溶け合わずに、別々のままでいようとするのでしょうか。今日は、その理由を化学の基礎から、やさしくひも解いていきましょう。
分子はそれぞれ個性を持っている
すべての物質は「分子」という小さな粒からできています。水も油も、それぞれの種類の分子が集まってできています。そして、この分子たちはそれぞれ個性を持っています。この個性が、水と油が混ざらない大きな理由に関わってきます。
水の分子は、水素原子2個と酸素原子1個が結びついてできています。この結びつき方には特徴があり、酸素原子の方に少しだけマイナスの電気が、水素原子の方に少しだけプラスの電気が偏っています。このように、分子の中に電気の偏りがあることを「極性がある」と言います。水の分子は、この極性によって、お互いがプラスとマイナスの電気で引き合い、強くくっつき合おうとします。まるで、小さな磁石がたくさん集まったようなものです。
一方、油（一般的な植物油などの脂肪）の分子は、炭素原子と水素原子が主に長い鎖状に結びついてできています。こちらの分子には、電気の偏りがほとんどありません。このような性質を「無極性である」と言います。油の分子同士も集まりますが、水分子のように電気的な強い引き合いはありません。
「似たもの同士が溶け合う」という原則
化学には、「似たもの同士が溶け合う（Like Dissolves Like）」という大切な原則があります。これは、極性のある物質は極性のある物質と仲良く混ざりやすく、無極性の物質は無極性の物質と仲良く混ざりやすい、という意味です。
水は極性を持つ分子なので、同じように極性を持つ砂糖や塩などとはよく溶け合います。砂糖や塩の分子も電気的な偏りがあるため、水分子がこれらの周りを取り囲んで分散させることで、均一に混ざった状態（溶けた状態）になるのです。
しかし、油は無極性を持つ分子です。そのため、極性を持つ水分子とは「似ていない」ため、仲良く溶け合うことができません。水分子は水分子同士で固まろうとし、油分子は油分子同士で固まろうとします。結果として、水と油は別々の集団を作り、混ざり合わずに二層に分かれてしまうのです。
洗剤の役割：水と油の仲介役
水と油が混ざらないのに、洗剤を使うと油汚れが落ちるのはなぜでしょうか？
洗剤の分子には、一つの分子の中に「水と仲良しの部分（親水基）」と「油と仲良しの部分（疎水基）」の両方を持っています。このような分子を「界面活性剤（かいめんかっせいざい）」と呼びます。
界面活性剤は、水と油の境目（界面）に集まり、疎水基を油のほうへ、親水基を水のほうへ向けます。そして、油の小さな塊を界面活性剤の分子が何重にも取り囲んでしまいます。すると、油の塊の表面は水と仲良しの親水基だらけになり、水の中に分散して浮いていることができるようになります。これが、油汚れが水と一緒に洗い流せる仕組みです。洗剤は、水と油の間に立って、仲介役を果たしているのですね。
まとめ：分子の性質を知ると世界が変わる
水と油が混ざらないという、あたりまえだと思っていた現象にも、分子レベルでの電気的な性質が深く関わっていることがお分かりいただけたでしょうか。
このように、物質の基礎である分子の個性や振る舞いを知ることは、身の回りのさまざまな現象を理解する第一歩となります。ドレッシングが分離する様子や、お皿の油汚れが洗剤で落ちる仕組みなど、日々の生活の中に隠された科学の面白さをぜひ探してみてください。