Why don't oil and water mix? - John Pollard

لماذا لا يختلط الزيت مع الماء ؟ - جون بولارد .

المترجم: Abd Al-Rahman Al-Azhurry المدقّق: Anwar Dafa-Alla

Why does salt dissolve in water but oil doesn't?

لماذا ينحل الملح في الماء ولا ينحل الزيت فيه ؟

Well, in a word, chemistry,

حسناً . كلمةٌ واحدة تصف ذلك "الكيمياء"

but that's not very satisfying, is it?

ولكنها إجابة غير مرضية جداً ، أليس كذلك ؟

Well, the reason salt dissolves and oil does not

حسناً ، السبب وراء كون الملح ينحل بينما لا ينحل الزيت

comes down to the two big reasons

يعود إلى السببين الأساسيين

why anything happens at all:

وراء كون أي شيء يحدث على الإطلاق :

energetics

علم الطاقة

and entropy.

وتبادل الطاقة .

Energetics deals primarily

علم الطاقة بتعامل بشكل رئيسي

with the attractive forces between things.

مع قوى التجاذب بين الأشياء .

When we look at oil or salt in water,

عندما نراقب الزيت أو الملح في الماء

we focus on the forces between particles

فإننا نركز على القوى بين الجسيمات

on a very, very, very small scale,

على نطاق صغير جداً جداً جداً

the molecular level.

نطاق الجزيئات .

To give you a sense of this scale,

ولأعطيك تلميحاً على هذا النطاق

in one glass of water,

فكأس الماء

there are more molecules

يحتوي على جزيئات

than known stars in the universe.

أكثر من النجوم المعروفة في الكون .

Now, all of these molecules are in constant motion,

الآن ، كل هذه الجزيئات بحالة حركة دائمة

moving, vibrating, and rotating.

تتحرك وتهتز وتدور .

What prevents almost all of those molecules

والذي يمنع تقريباً كل هذه الجزئيات

from just flying out of the glass

من أن تطير خارج الكأس

are the attractive interactions between molecules.

هي تفاعلات الجذب بين الجزيئات .

The strength of the interactions

قوة التفاعلات

between water, itself, and other substances

بين الماء وغيره من المواد

is what we mean when we say energetics.

هو ما يعنيه علم الطاقة .

You can think of the water molecules engaging

يمكنكم أن تتخيلوا جزيئات الماء مشتركين

in a constant dance,

برقصة مستمرة

sort of like a square dance

مثل مربع الرقص

where they constantly and randomly exchange partners.

والذي فيه يتبادلون شركاءهم في الرقصة بشكل مستمر وعشوائي .

Put simply, the ability for substances

بشكل بسيط ، قدرة المواد

to interact with water,

على التفاعل مع الماء

balanced with how they disrupt

متوازناً مع كيفية إعاقة هذه المواد

how water interacts with itself,

لتفاعل الماء مع نفسه ،

plays an important role in explaining

كل هذا يلعب دوراً هاماً في شرح

why certain things mix well into water

كون أشياء معينة تختلط جيداً في الماء

and others don't.

وأشياء أخرى لا تختلط .

Entropy basically describes

تبادل الطاقة يصف بشكل رئيسي

the way things and energy can be arranged

الطريقة التي ترتب فيها الطاقة

based on random motion.

بناءً على الحركة العشوائية .

For example, think of the air in a room.

على سبيل المثال ، فكر بهواء الغرفة .

Imagine all the different possible arrangements

تخيل كل طرق الترتيب الممكنة

in space for the trillions of particles

بالمساحة لترليونات الجسيمات

that make up the air.

التي تكوِّن الهواء .

Some of those arrangments

بعض هذه الترتيبات

might have all the oxygen molecules over here

يمكن أن تضع كل جزيئات الأوكسجين هنا

and all the nitrogen molecules over there,

وكل جزيئات النتروجين هناك

separated.

منفصلين .

But far more of the possible arrangements

ولكن أكثرية الترتيبات الممكنة

have those molecules mixed up with one another.

ستخلط تلك الجزيئات ببعضها .

So, entropy favors mixing.

تبادل الطاقة يفضل الاختلاط .

Energetics deals with attractive forces.

علم الطاقة يتعامل مع قوى الجذب .

And so, if attractive forces are present,

وهكذا فإن كانت قوى الجذب موجودة

the probability of some arrangements

فإن احتمالية بعض الترتيبات

can be enhanced,

تكون أكبر ،

the ones where things are attracted to each other.

تلك الترتيبات التي تكون الأشياء فيها منجذبة إلى بعضها .

So, it is always the balance of these two things

إذا فدائماً توازن هذين الأمرين

that determines what happens.

هو الذي يحدد ما سوف يحدث .

On the molecular level,

على مستوى الجزيئات

water is comprised of water molecules,

الماء مكون من جزيئات الماء

made up of two hydrogen atoms and an oxygen atom.

المكونة من ذرتي هيدروجين وذرة أوكسجين .

As liquid water, these molecules are engaged

في حالة الماء السائل ، هذه الجزيئات تتفاعل

in a constant and random square dance

بمربع رقص دائم وعشوائي

that is called the hydrogen bonding network.

والذي يدعى بشبكة رابطة الهيدروجين .

Entropy favors keeping

تبادل الطاقة يفضل إبقاء

the square dance going at all times.

مربع الرقص بحالة انشغال دائم .

There are always more ways

هناك طرق أكثر على الدوام

that all the water molecules can arrange

يمكن لجزيئات الماء أن تعيد ترتيب نفسها بها

in a square dance,

بمربع الرقص

as compared to if the water molecules

كأن تجتمع جزيئات الماء

did a line dance.

وترقص على شكل خط .

So, the square dance constantly goes on.

إذاً ، فمربع الرقص يبقى منشغلاً على الدوام .

So, what happens when you put salt in the water?

فما الذي يحصل عندما نضع الملح في الماء ؟

Well, on the molecular level,

على مستوى الجزيئات

salt is actually made up of two different ions,

يتكون الملح من أيونين مختلفين

chlorine and sodium,

الكلور والصوديوم

that are organized like a brick wall.

ويصطفان كحائطٍ قرميدي .

They show up to the dance

يظهر الملح على ساحة الرقص

as a big group in formation

كمجموعة تشكيلة كبيرة

and sit on the side at first,

ويجلسون على الجانب ببداية الأمر

shy and a bit reluctant to break apart

خجلين ومترددين قليلاً من الانكسار

into individual ions to join the dance.

لأيونات مفردة للانضمام إلى الرقصة .

But secretly, those shy dancers

ولكن سراً ، هؤلاء الراقصون الخجلون

just want someone to ask them to join.

ينتظرون أن يدعوهم أي أحد إلى الانضمام إليهم .

So, when a water randomly bumps into one of them

لذا عندما يصطدم الماء بشكل عشوائي بأحد منهم

and pulls them into the dance away from their group,

ويسحبه بعيداً عن المجموعة ليشارك في الرقصة

they go.

فيذهب معه .

And once they go into the dance,

وما إن يشاركوا بالرقصة

they don't come back out.

حتى لا يعودوا أبداً .

And in fact, the addition of the salt ions

في واقع الأمر ، إضافة أيونات الملح

adds more possible dance positions

تضيف المزيد من وضعيات الرقص

in the square dance,

إلى مربع الرقص

so it is favored for them to stay dancing with water.

لذا يفضل لهم أن يستمروا بالرقص مع الماء .

Now, let's take oil.

لنأخذ الزيت الآن .

With oil, the molecules are sort of interested

في حالة الزيت الجزيئات مهتمةٌ نوعاً ما

in dancing with water,

بالرقص مع الماء .

so entropy favors them joining the dance.

لذا فتبادل الطاقة يفضل انضمامهم إلى الرقصة .

The problem is that oil molecules

المشكلة تكمن في أن جزيئات الزيت

are wearing gigantic ballgowns,

ترتدي أثواباً عملاقة ،

and they're way bigger than water molecules.

وحجومهم أكبر بكثير من جزيئات الماء .

So, when an oil molecule gets pulled in,

لذا عندما تسحب جزيئات الزيت للمشاركة

their size is really disruptive to the dance

فحجمهم يخرب الرقصة كلها

and the random exchange of partners

وتبادل الشركاء العشوائي أيضاً

that the waters engage in,

الذي يشترك فيه الماء

a very important part of the dance.

وهو الجزء المهم جداً في الرقصة .

In addition, they are not great dancers.

بالإضافة إلى ذلك ، فهم راقصون رديؤون .

The water molecules try to engage

تحاول جزيئات الماء أن تشترك

the oil molecules in the dance,

مع جزيئات الزيت بالرقص

but they just keep bumping into their dresses

لكنها تستمر بالإصطدام بأثوابها

and taking up all the room on the dance floor.

وتأخذ كل مساحة مكان الرقص .

There are way more ways the waters can dance

هناك الكثير من الطرق التي تستطيع جزيئات الماء أن ترقص بها

when the oil gets off the floor,

في حال ابتعدت جزيئات الزيت عن مكان الرقص

so the waters squeeze out the oil,

لذا يقوم الماء بدفع الزيت خارجاً

pushing it back to the bench with the others.

معيدها إلى المقعد مع الآخرين .

Pretty soon, when a large number of oils

وخلال وقت قصير عندما تجتمع كمية كبيرة

have been squeezed over to the side,

من جزيئات الزيت على الجانب

they band together to commiserate

يشكلون فرقة ليشتكوا

about how unfair the waters are being

عن كون الماء غير عادل معهم

and stick together as a group.

ويبقون سوية كمجموعة .

So, it is this combination

إذاً فمزيج

of the interactions between molecules

التفاعلات بين الجزيئات

and the configurations available to them

وطرق توضعهم الممكنة

when they're moving randomly

عندما يتحركون بشكل عشوائي

that dictates whether they mix.

هو ما يحدد إذا كان بالإمكان لها أن تختلط .

In other words, water and oil don't mix

بكلمات أخرى ، الزيت والماء لا يمتزجان

because they just don't make great dance partners.

لأنهما لا يشكلان ثنائي رقص ممتاز .