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

Por que água e óleo não se misturam? - John Pollard

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Wanderley Jesus

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

Por que o sal se dissolve na água e o óleo não?

Well, in a word, chemistry,

Bem, em uma palavra: química.

but that's not very satisfying, is it?

Mas isso não é suficiente, certo?

Well, the reason salt dissolves and oil does not

Bem, a razão pela qual o sal se dissolve na água e o óleo não

comes down to the two big reasons

se resume às duas grandes razões

why anything happens at all:

pelas quais tudo acontece: a energética e entropia.

energetics

and entropy.

Energetics deals primarily

A energética lida principalmente

with the attractive forces between things.

com as forças de atração entre as coisas.

When we look at oil or salt in water,

Quando vemos óleo ou sal na água,

we focus on the forces between particles

nosso foco são as forças entre as partículas

on a very, very, very small scale,

em uma escala extremamente pequena,

the molecular level.

em nível molecular.

To give you a sense of this scale,

Para se ter uma ideia dessa proporção,

in one glass of water,

num copo com água, existem mais moléculas

there are more molecules

than known stars in the universe.

do que estrelas conhecidas no universo.

Now, all of these molecules are in constant motion,

Mas todas essas moléculas estão em movimento constante,

moving, vibrating, and rotating.

movimentando-se, vibrando e girando.

What prevents almost all of those molecules

O que impede que quase todas as moléculas

from just flying out of the glass

simplesmente saiam voando do copo

are the attractive interactions between molecules.

são as interações de atração entre as moléculas.

The strength of the interactions

A força das interações entre a água e outras substâncias

between water, itself, and other substances

is what we mean when we say energetics.

é o que queremos dizer com "energética".

You can think of the water molecules engaging

Pode-se imaginar as moléculas de água como que numa dança constante,

in a constant dance,

sort of like a square dance

meio como uma dança de quadrilha,

where they constantly and randomly exchange partners.

na qual elas constantemente e aleatoriamente trocam de parceiras.

Put simply, the ability for substances

De forma simples, a habilidade que as substâncias

têm de interagir com a água,

to interact with water,

balanced with how they disrupt

contrabalanceadas pela forma como elas se separam,

how water interacts with itself,

como a água interage consigo mesma,

plays an important role in explaining

em grande parte explica

why certain things mix well into water

por que certas coisas se misturam bem com a água

and others don't.

e outras não.

Entropy basically describes

A entropia basicamente descreve

the way things and energy can be arranged

a forma como as coisas e a energia podem se organizar,

based on random motion.

com base no movimento aleatório.

For example, think of the air in a room.

Por exemplo, imagine o ar em uma sala.

Imagine all the different possible arrangements

Imagine todas as diferentes disposições possíveis

in space for the trillions of particles

no espaço, para as trilhões de partículas

that make up the air.

que compõem o ar.

Some of those arrangments

Algumas dessas disposições

might have all the oxygen molecules over here

talvez mostrem todas as moléculas de oxigênio deste lado

and all the nitrogen molecules over there,

e todas as moléculas de nitrogênio daquele lado, separadas.

separated.

But far more of the possible arrangements

Mas a mais comum das possíveis disposições

have those molecules mixed up with one another.

é a em que as moléculas se misturam umas com as outras.

So, entropy favors mixing.

Então, a entropia favorece a mistura.

Energetics deals with attractive forces.

A energética lida com as forças de atração.

And so, if attractive forces are present,

Então, se as forças de atração estiverem presentes,

the probability of some arrangements

a probabilidade de algumas disposições pode ser intensificada,

can be enhanced,

the ones where things are attracted to each other.

disposições em que as coisas atraem-se entre si.

So, it is always the balance of these two things

Então, é sempre o equilíbrio entre essas duas coisas

that determines what happens.

que determina o que acontece.

On the molecular level,

Em nível molecular, a água é composta de moléculas de água,

water is comprised of water molecules,

made up of two hydrogen atoms and an oxygen atom.

formadas por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

As liquid water, these molecules are engaged

As moléculas de água em estado líquido se atraem

in a constant and random square dance

numa dança de quadrilha constante e aleatória

that is called the hydrogen bonding network.

chamada de rede de ligação de hidrogênio.

Entropy favors keeping

A entropia faz com que a quadrilha continue o tempo todo.

the square dance going at all times.

There are always more ways

Há sempre mais formas de disposição das moléculas de água

that all the water molecules can arrange

in a square dance,

numa dança de quadrilha, se comparadas às moléculas de água

as compared to if the water molecules

did a line dance.

realizassem uma dança em fileiras.

So, the square dance constantly goes on.

Então, a dança de quadrilha é constante.

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

Assim, o que acontece quando se põe sal na água?

Well, on the molecular level,

Bem, em nível molecular,

salt is actually made up of two different ions,

o sal, na verdade, é composto por dois íons diferentes,

chlorine and sodium,

o cloro e o sódio,

that are organized like a brick wall.

organizados como uma parede de tijolos.

They show up to the dance

Eles chegam para a dança

as a big group in formation

como um grande grupo em formação e, a princípio, ficam meio de lado,

and sit on the side at first,

tímidos e um pouco relutantes em se separarem

shy and a bit reluctant to break apart

into individual ions to join the dance.

em íons individuais para se juntarem à dança.

But secretly, those shy dancers

Mas, secretamente, esses dançarinos tímidos

just want someone to ask them to join.

só precisam que alguém os convide para dançar.

So, when a water randomly bumps into one of them

Então, quando a água aleatoriamente esbarra em um deles

and pulls them into the dance away from their group,

e os tira de seu grupo para dançar,

they go.

eles vão.

And once they go into the dance,

E, uma vez que entram na dança, eles não saem mais.

they don't come back out.

And in fact, the addition of the salt ions

Na verdade, a adição de íons de sal

adds more possible dance positions

acrescenta mais possíveis posições de dança

in the square dance,

na dança de quadrilha.

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

Então, para eles é melhor que permaneçam dançando com a água.

Now, let's take oil.

Agora, vejamos o óleo.

With oil, the molecules are sort of interested

Com o óleo, as moléculas ficam meio que interessadas

in dancing with water,

em dançar com a água,

so entropy favors them joining the dance.

então a entropia favorece que eles se juntem à dança.

The problem is that oil molecules

O problema é que as moléculas de óleo usam vestidos de baile gigantes,

are wearing gigantic ballgowns,

and they're way bigger than water molecules.

e são bem maiores que as moléculas de água.

So, when an oil molecule gets pulled in,

Então, quando uma molécula de óleo entra,

their size is really disruptive to the dance

seu tamanho é realmente problemático para a dança

and the random exchange of partners

e para a troca aleatória de parceiros que a água realiza,

that the waters engage in,

a very important part of the dance.

uma parte muito importante da dança.

In addition, they are not great dancers.

Além disso, elas não são boas dançarinas.

The water molecules try to engage

As moléculas de água tentam trazer as moléculas de óleo para a dança,

the oil molecules in the dance,

but they just keep bumping into their dresses

mas elas ficam esbarrando em seus vestidos

and taking up all the room on the dance floor.

e ocupando todo o espaço da pista de dança.

There are way more ways the waters can dance

Há muitas outras formas de a água dançar

when the oil gets off the floor,

quando o óleo deixa a pista,

so the waters squeeze out the oil,

então a água repele o óleo,

pushing it back to the bench with the others.

empurrando-o de volta para o banco, com os outros.

Pretty soon, when a large number of oils

Assim que um grande número de "óleos"

have been squeezed over to the side,

tiverem sido postos de escanteio,

they band together to commiserate

eles se reúnem para se compadecerem

about how unfair the waters are being

sobre como a água é injusta

and stick together as a group.

e se juntam, formando um grupo.

So, it is this combination

Então, é essa combinação de interações entre as moléculas

of the interactions between molecules

e as disposições possíveis para elas

and the configurations available to them

when they're moving randomly

quando estão se movendo aleatoriamente que indicam se vão se misturar.

that dictates whether they mix.

In other words, water and oil don't mix

Em outras palavras, a água e o óleo não se misturam

because they just don't make great dance partners.

porque simplesmente não são bons parceiros de dança.