Fenol adalah senyawa polar yang memiliki gugus hidroksi (-OH) yang secara khusus dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Ikatan hidrogen ini dapat meningkatkan kelarutannya dalam air, karena molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen dengan gugus hidroksi pada fenol.

Sementara itu, nitrobenzene adalah senyawa nonpolar yang tidak memiliki gugus hidroksi atau gugus polar lainnya yang signifikan. Karena senyawa ini nonpolar, molekul air tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengannya, sehingga kelarutannya dalam air jauh lebih rendah daripada fenol.

Sehingga, berangkat dari situ, fenol memiliki kelarutan yang lebih besar dalam air daripada nitrobenzene karena kandungan gugus polar di dalam molekulnya yang memungkinkan terjadinya interaksi antara molekul senyawa tersebut dan molekul air dalam larutan.