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

Übersetzung: Susanna Kuschick Lektorat: Angelika Lueckert Leon

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

Warum löst sich Salz in Wasser auf, Öl aber nicht?

Well, in a word, chemistry,

Mit einem Wort: Chemie.

but that's not very satisfying, is it?

Nicht sehr aussagekräftig, oder?

Well, the reason salt dissolves and oil does not

Der Grund, warum sich Salz auflöst und Öl nicht,

comes down to the two big reasons

geht aus den zwei wichtigen Gründen hervor, die alles funktionieren lassen:

why anything happens at all:

energetics

Energetik

and entropy.

und Entropie.

Energetics deals primarily

Energetik beschäftigt sich primär

with the attractive forces between things.

mit den Anziehungskräften zwischen Dingen.

When we look at oil or salt in water,

Wenn wir uns Öl oder Salz in Wasser anschauen,

we focus on the forces between particles

betrachten wir die Kräfte zwischen den Teilchen

on a very, very, very small scale,

in einem sehr, sehr, sehr kleinem Umfang,

the molecular level.

der Molekularebene.

To give you a sense of this scale,

Um dir eine Vorstellung davon zu geben, in einem Wasserglas

in one glass of water,

there are more molecules

sind mehr Moleküle

than known stars in the universe.

als Sterne im Universum bekannt sind.

Now, all of these molecules are in constant motion,

All diese Moleküle sind ständig in Bewegung;

moving, vibrating, and rotating.

sie vibrieren, bewegen und drehen sich.

What prevents almost all of those molecules

Was fast alle Moleküle davon abhält,

from just flying out of the glass

einfach aus dem Glas zu fliegen,

are the attractive interactions between molecules.

ist die Anziehung zwischen den Molekülen.

The strength of the interactions

Die Stärke dieser Interaktion zwischen Wasser selbst und anderen Substanzen

between water, itself, and other substances

is what we mean when we say energetics.

ist gemeint, wenn wir Energetik sagen.

You can think of the water molecules engaging

Stell dir vor, die Wassermoleküle treffen sich ständig zum Tanz

in a constant dance,

sort of like a square dance

wie bei einem Square Dance.

where they constantly and randomly exchange partners.

Dort werden ständig und beliebig Tanzpartner gewechselt.

Put simply, the ability for substances

Einfach gesagt, die Fähigkeit von Substanzen

to interact with water,

mit Wasser zu interagieren

balanced with how they disrupt

ist abhängig davon, wie das Wasser mit sich selbst interagieren kann.

how water interacts with itself,

plays an important role in explaining

Dies spielt eine wichtige Rolle bei der Erklärung,

why certain things mix well into water

warum sich bestimmte Stoffe gut mit Wasser mischen lassen und andere nicht.

and others don't.

Entropy basically describes

Entropie beschreibt im Grunde,

the way things and energy can be arranged

wie Dinge und Energie basierend auf zufälliger Bewegung

based on random motion.

arrangiert werden können.

For example, think of the air in a room.

Denk zum Beispiel an die Luft in einem Raum.

Imagine all the different possible arrangements

Stell dir die verschiedenen möglichen Anordnungen

in space for the trillions of particles

im Weltall für die Billionen Teilchen vor,

that make up the air.

welche die Luft ausmachen.

Some of those arrangments

Einige dieser Anordnungen könnten alle Sauerstoffmoleküle hier

might have all the oxygen molecules over here

and all the nitrogen molecules over there,

und alle Stickstoffmoleküle dort haben,

separated.

räumlich getrennt.

But far more of the possible arrangements

Bei weit mehr möglichen Anordnungen

have those molecules mixed up with one another.

sind die beiden Moleküle jedoch vermischt.

So, entropy favors mixing.

Entropie begünstigt das Mischen.

Energetics deals with attractive forces.

Energetik behandelt die Anziehungskräfte.

And so, if attractive forces are present,

Wenn es also Anziehungskräfte gibt,

the probability of some arrangements

kann sich die Wahrscheinlichkeit einer Anordnung vergrößern,

can be enhanced,

the ones where things are attracted to each other.

und zwar, wenn sich die Dinge gegenseitig anziehen.

So, it is always the balance of these two things

Es ist also immer eine Balance aus diesen beiden Dingen, die bestimmt, was passiert.

that determines what happens.

On the molecular level,

Auf Molekularebene

water is comprised of water molecules,

besteht Wasser aus Wassermolekülen,

made up of two hydrogen atoms and an oxygen atom.

gebildet aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.

As liquid water, these molecules are engaged

Bei flüssigem Wasser beschäftigen sich diese Moleküle

in a constant and random square dance

mit einem ständigen und zufälligen Square Dance.

that is called the hydrogen bonding network.

Das nennt man Wasserstoffbrückenbindung.

Entropy favors keeping

Entropie begünstigt,

the square dance going at all times.

dass ständig getanzt wird.

There are always more ways

Es gibt immer mehr Möglichkeiten,

that all the water molecules can arrange

diese Wassermoleküle beim Square Dance anzuordnen

in a square dance,

as compared to if the water molecules

als bei einem Line Dance.

did a line dance.

So, the square dance constantly goes on.

Also geht der Square Dance ständig weiter.

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

Was geschieht also, wenn man Salz in Wasser gibt?

Well, on the molecular level,

Auf der Molekularebene

salt is actually made up of two different ions,

besteht Salz aus zwei verschiedenen Ionen,

chlorine and sodium,

Chlor- und Natriumionen,

that are organized like a brick wall.

die wie eine Ziegelwand aufgebaut sind.

They show up to the dance

Zum Tanz kommen sie

as a big group in formation

als eine große geschlossene Gruppe.

and sit on the side at first,

Zuerst sitzen sie nur an der Seite,

shy and a bit reluctant to break apart

schüchtern und unwillig, sich aufzulösen

into individual ions to join the dance.

und als Einzelionen am Tanz teilzunehmen.

But secretly, those shy dancers

Insgeheim wollen diese schüchternen Tänzer

just want someone to ask them to join.

von jemand aufgefordert werden.

So, when a water randomly bumps into one of them

Wenn Wasser zufällig mit einem von ihnen zusammenstößt

and pulls them into the dance away from their group,

und sie zum Tanzen von der Gruppe wegzieht,

they go.

sind sie dabei.

And once they go into the dance,

Sobald sie dann tanzen, wollen sie nicht zurück.

they don't come back out.

And in fact, the addition of the salt ions

Tatsächlich ermöglicht das Hinzufügen der Salzionen

adds more possible dance positions

mehr Tanzpositionen

in the square dance,

beim Square Dance,

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

deshalb tanzt es sehr gern mit Wasser.

Now, let's take oil.

Nehmen wir nun Öl.

With oil, the molecules are sort of interested

Ölmoleküle sind irgendwie daran interessiert,

in dancing with water,

mit Wasser zu tanzen.

so entropy favors them joining the dance.

Entropie begünstigt ihr Tanzen.

The problem is that oil molecules

Das Problem ist nur, dass Ölmoleküle

are wearing gigantic ballgowns,

riesige Ballkleider tragen

and they're way bigger than water molecules.

und viel größer als Wassermoleküle sind.

So, when an oil molecule gets pulled in,

Wenn ein Ölmolekül hineingezogen wird,

their size is really disruptive to the dance

stört dessen Größe den Tanz

and the random exchange of partners

und den beliebigen Tausch von Partnern,

that the waters engage in,

den das Wasser betreibt,

a very important part of the dance.

ein sehr wichtiger Teil des Tanzes.

In addition, they are not great dancers.

Sie sind auch keine guten Tänzer.

The water molecules try to engage

Die Wassermoleküle versuchen,

the oil molecules in the dance,

Ölmoleküle in den Tanz einzubinden,

but they just keep bumping into their dresses

aber stoßen nur an deren Kleider

and taking up all the room on the dance floor.

und sie brauchen sehr viel Platz auf der Tanzfläche.

There are way more ways the waters can dance

Wasser kann besser tanzen,

when the oil gets off the floor,

wenn Öl nicht dabei ist,

so the waters squeeze out the oil,

also drängt das Wasser das Öl zurück

pushing it back to the bench with the others.

an den Rand zu den anderen.

Pretty soon, when a large number of oils

Sobald eine größere Anzahl von Öl

have been squeezed over to the side,

beiseite gedrückt wurde,

they band together to commiserate

hängen sie zusammen und beklagen sich,

about how unfair the waters are being

wie unfair das Wasser ist,

and stick together as a group.

und vereinen sich als Gruppe.

So, it is this combination

Es ist also die Kombination

of the interactions between molecules

des Zusammenspiels zwischen Molekülen

and the configurations available to them

und deren mögliche Anordnung,

when they're moving randomly

sich miteinander zu bewegen,

that dictates whether they mix.

die bestimmt, wie sie sich mischen.

In other words, water and oil don't mix

Anders gesagt, Wasser und Öl verbinden sich nicht,

because they just don't make great dance partners.

weil sie einfach keine guten Tanzpartner sind.