Tại sao dầu ăn không tan trong nước nhưng ethanol thì tan vô hạn trong nước. Một dung môi hữu cơ có thể loại bỏ vết dầu mỡ trên quần áo, nhưng nước thì không thể. Tại sao một số các chất hòa tan trong một dung môi này nhưng không phải trong một dung môi khác?

Một nguyên tắc chung được nêu ra là “những chất có cấu trúc tương tự nhau thì dễ hòa tan vào nhau”. Nghĩa là những dung môi phân cực thì sẽ dễ dàng hòa tan các chất tan phân cực, các dung môi không phân cực thì dễ hòa tan trong dung môi không cực hơn dung môi có cực.

Ví dụ: cấu trúc của phân tử vitamin A có nhóm –OH ở vị trí cuối cùng, phân tử có chứa nhiều liên kết C – C và C-H nên vitamin A không phân cực. Phân tử chất béo cũng không phân cực bởi vì chúng bao gồm các liên kết C-C và C-H tương tự. Vì vitamin A và các phân tử chất béo đều không phân cực, nên vitamin A tan được trong chất béo, nên vitamin A được lưu trữ trong các mô mỡ trong cơ thể.

Trong vitamin C có 4 nhóm -OH tạo ra phân tử phân cực. Vì nước cũng là dung môi phân cực, nên vitamin C hòa tan trong nước.

Khi một hợp chất ion hòa tan, các ion sẽ bị solvate hóa và hình thành các tương tác ion-lưỡng cực với dung môi. Điều này chỉ xảy ra khi các phân tử dung môi phân cực. Hợp chất ion phân cực mạnh thì dễ dàng hòa tan được trong nước.

Để chất rắn hòa tan trong một dung môi nhất định, năng lượng được giải phóng bởi quá trình solvate hóa phải bù cho tất cả (hoặc ít nhất là) năng lượng cần thiết để phá vỡ các lực liên kết trong phân tử chất tan và các lực liên kết trong phân tử dung môi nguyên chất. Như vậy chất rắn ion thường hòa tan trong dung môi phân cực, nơi tương tác rất mạnh xảy ra giữa các phân tử dung môi và các ion hòa tan. Một dung môi không phân cực không thể tương tác với các ion hòa tan đủ mạnh để vượt qua lực ion giữa các ion trong tinh thể.

Trái ngược với các hợp chất ion được liên kết với nhau bằng liên kết ion, các hợp chất cộng hóa trị có liên kết với nhau bởi các lực liên phân tử tương đối yếu hơn. Độ hòa tan (hoặc khả năng trộn lẫn) của chất lỏng trong các chất lỏng khác phụ thuộc phần lớn vào sự phân cực của các phân tử chất tan và dung môi. Chất lỏng phân cực hòa tan trong chất lỏng phân cực vì lực liên phân tử hình thành giữa các phân tử chất tan và dung môi đủ mạnh để vượt qua tương tác lưỡng cực giữa chất tan và chất tan, dung môi và dung môi. Điều này giải thích tại sao ethanol hòa tan vô hạn trong nước.