Ein polares Lösungsmittel ist eine Flüssigkeit mit Molekülen, die aufgrund ihrer Form eine geringe elektrische Ladung haben. Wasser ist beispielsweise ein Molekül mit einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen. Die beiden Wasserstoffatome befinden sich nicht auf gegenüberliegenden Seiten des Sauerstoffs, sondern in einem Winkel. Dadurch entsteht ein leichtes Ungleichgewicht der elektrischen Ladung im Wassermolekül, auch Polarität genannt.
Wenn ein festes Molekül in ein polares Lösungsmittel gegeben wird, kann es sich auflösen, wenn es eine eigene Polarität besitzt. Dies geschieht, weil die Moleküle des Feststoffs von den schwachen elektrischen Ladungen des Lösungsmittels angezogen werden. Beispiele für polare Materialien sind Salz und Zucker, die sich beide leicht in Wasser, dem häufigsten polaren Lösungsmittel der Erde, lösen.
Ein polares Lösungsmittel löst normalerweise nicht unpolare Materialien oder umgekehrt. Salz und Zucker lösen sich in den meisten organischen Lösungsmitteln nicht auf, da keine elektrische Ladung vorhanden ist, die die Moleküle anzieht. Der Begriff „Gleiches bevorzugt Gleiches“ wird häufig verwendet, um die Bevorzugung von polaren Materialien gegenüber polaren Lösungsmitteln und in ähnlicher Weise für unpolare Materialien zu kennzeichnen. Es gibt einige seltene Ausnahmen von dieser Regel, da unpolare Lösungsmittel leichte elektrische Ladungen haben können, die polare nachahmen können.
Wenn ein Feststoff in ein Lösungsmittel gegeben wird und sich auflöst, werden die Feststoffmoleküle im Lösungsmittel dispergiert oder gleichmäßig verteilt. Diese gelöste Mischung bleibt so lange stabil, wie genügend Lösungsmittel vorhanden ist, um die festen Moleküle zu umgeben. Eine Ausfällung oder Abtrennung von Feststoff aus dem Gemisch kann auftreten, wenn mehr Feststoff vorhanden ist, als gelöst werden kann. Diese Lösungen werden als gesättigt bezeichnet, und Temperaturänderungen können dazu führen, dass Feststoffe aus der gelösten Mischung ausfallen.
Ein polares Lösungsmittel wird oft durch Angabe seiner Dielektrizitätskonstante oder seines Polaritätsindex klassifiziert. Die Dielektrizitätskonstante ist ein Maß für die elektrischen Eigenschaften eines Lösungsmittels in einer Probe im Vergleich zu einem leeren Kondensator, der das Material hält, während elektrischer Strom durch ihn fließt. Der Polarindex ist ein relatives Maß für die Fähigkeit eines Lösungsmittels, verschiedene polare Standardmaterialien aufzulösen. Bei beiden Tests wird die gemessene Konstante oder der Index in eine Tabelle gängiger Lösungsmittel eingetragen, die zur Identifizierung von Lösungsmitteln für chemische Prozesse verwendet werden kann.
Eine andere Art von Lösungsmittel, ein Tensid, kann verwendet werden, um Mischungen aus polaren und unpolaren Materialien herzustellen. Tenside sind Moleküle, die an jedem Ende polar und unpolar sind. Diese Materialien bilden molekulare Bindungen des polaren Endes mit ähnlichen Molekülen und ähnlich mit dem unpolaren Ende.
Ein Beispiel für diesen Effekt ist Handcreme. Wasser und ölige Feuchtigkeitscremes mischen sich normalerweise nicht und trennen sich beim Schütteln schließlich. Die Zugabe eines Tensids bewirkt, dass die beiden unlöslichen Materialien eine stabile Emulsion bilden. Öl und Wasser werden nicht gelöst, da sie nicht ineinander löslich sind, da sie polar und unpolar sind. Ein Tensid bindet die beiden Materialien und sie bleiben über lange Zeit als stabile Emulsionen.