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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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

Porque é que o sal se dissolve na água, mas o azeite não?

Well, in a word, chemistry,

Numa só palavra: química.

but that's not very satisfying, is it?

Mas isso não satisfaz, pois não?

Well, the reason salt dissolves and oil does not

A razão por que o sal se dissolve e o azeite não,

comes down to the two big reasons

reduz-se a dois princípios importantes

why anything happens at all:

para tudo o que acontece:

energetics

a energética

and entropy.

e a entropia.

Energetics deals primarily

A energética trata principalmente

with the attractive forces between things.

das forças de atração entre as coisas.

When we look at oil or salt in water,

Quando olhamos para o azeite ou o sal na água,

we focus on the forces between particles

concentramo-nos nas forças entre partículas

on a very, very, very small scale,

numa escala muitíssimo pequena,

the molecular level.

a nível molecular.

To give you a sense of this scale,

Para dar uma ideia desta escala,

in one glass of water,

num copo de água, há mais moléculas

there are more molecules

than known stars in the universe.

do que as estrelas que conhecemos no universo.

Now, all of these molecules are in constant motion,

Todas essas moléculas estão em constante movimento,

moving, vibrating, and rotating.

movendo-se, vibrando e girando.

What prevents almost all of those molecules

O que impede que essas moléculas voem para fora do copo

from just flying out of the glass

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 aquilo a que nos referimos quando falamos em energética.

You can think of the water molecules engaging

Podemos imaginar as moléculas da água

in a constant dance,

envolvidas numa dança permanente,

sort of like a square dance

uma espécie de dança da quadrilha,

where they constantly and randomly exchange partners.

em que estão sempre a mudar de par, ao acaso.

Put simply, the ability for substances

Em palavras simples,

a capacidade das substâncias em interagir com a água,

to interact with water,

balanced with how they disrupt

equilibrada com a forma como se alteram,

how water interacts with itself,

como a água interage consigo mesma,

plays an important role in explaining

desempenha um papel importante para explicar

why certain things mix well into water

porque é que certas coisas se misturam bem na água

and others don't.

e outras não.

Entropy basically describes

A entropia descreve, basicamente,

the way things and energy can be arranged

a forma como as coisas e a energia se organizam

based on random motion.

com base no movimento aleatório.

For example, think of the air in a room.

Por exemplo, pensem no ar duma sala.

Imagine all the different possible arrangements

Imaginem todos os diversos arranjos possíveis no espaço

in space for the trillions of particles

para os biliões de partículas que compõem o ar.

that make up the air.

Some of those arrangments

Alguns desses arranjos podem ter todas as moléculas de oxigénio aqui

might have all the oxygen molecules over here

and all the nitrogen molecules over there,

e todas as moléculas de azoto ali,

separated.

em separado.

But far more of the possible arrangements

Mas são muitos mais os arranjos possíveis

have those molecules mixed up with one another.

que misturam essas moléculas umas com as outras.

So, entropy favors mixing.

Assim, 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,

Assim, se estão presentes forças de atração,

the probability of some arrangements

é possível reforçar a probabilidade de alguns arranjos

can be enhanced,

the ones where things are attracted to each other.

quando as coisas são atraídas umas para as outras.

So, it is always the balance of these two things

É sempre o equilíbrio destas duas coisas

that determines what happens.

que determina o que acontece,

On the molecular level,

A nível molecular,

water is comprised of water molecules,

a água é formada por moléculas de água,

made up of two hydrogen atoms and an oxygen atom.

compostas por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio.

As liquid water, these molecules are engaged

Enquanto água líquida, estas moléculas

in a constant and random square dance

executam uma dança de quadrilha permanente e aleatória

that is called the hydrogen bonding network.

a que se chama a rede de ligação de hidrogénio.

Entropy favors keeping

A entropia favorece a continuação permanente dessa dança.

the square dance going at all times.

There are always more ways

Há sempre mais formas de todas as moléculas da água

that all the water molecules can arrange

se organizarem numa dança da quadrilha,

in a square dance,

as compared to if the water molecules

do que se as moléculas de água executassem uma dança em linha.

did a line dance.

So, the square dance constantly goes on.

Assim, a dança de quadrilha continua permanentemente.

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

O que acontece quando deitamos sal na água?

Well, on the molecular level,

A nível molecular,

salt is actually made up of two different ions,

o sal é feito de dois iões diferentes,

chlorine and sodium,

o cloro e o sódio,

that are organized like a brick wall.

que estão organizados como uma parede de tijolo.

They show up to the dance

Aparecem no salão de baile como um grande grupo em formação

as a big group in formation

and sit on the side at first,

e, a princípio, sentam-se aparte,

shy and a bit reluctant to break apart

tímidos e um pouco relutantes em se separarem em iões individuais,

into individual ions to join the dance.

para se juntarem à dança.

But secretly, those shy dancers

Mas, lá no fundo, esses bailarinos tímidos

just want someone to ask them to join.

só querem que alguém os convide para dançar.

So, when a water randomly bumps into one of them

Quando uma molécula de água esbarra num deles, por acaso,

and pulls them into the dance away from their group,

e o puxa para a dança, afastando-o do grupo,

they go.

lá vão eles.

And once they go into the dance,

Depois de entrarem na dança já não voltam atrás.

they don't come back out.

And in fact, the addition of the salt ions

A adição de mais iões de sal

adds more possible dance positions

acrescenta mais passos possíveis na dança da quadrilha,

in the square dance,

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

por isso é melhor para eles continuar a dançar com a água.

Now, let's take oil.

Agora, vejamos o azeite.

With oil, the molecules are sort of interested

Com o azeite, as moléculas estão interessadas em dançar com a água,

in dancing with water,

so entropy favors them joining the dance.

por isso, a entropia favorece a sua entrada na dança.

The problem is that oil molecules

O problema é que as moléculas do azeite usam vestidos de baile gigantescos

are wearing gigantic ballgowns,

and they're way bigger than water molecules.

e são muito maiores do que as moléculas da água.

So, when an oil molecule gets pulled in,

Por isso, quando uma molécula de azeite é puxada,

their size is really disruptive to the dance

o seu tamanho é prejudicial para a dança

and the random exchange of partners

e para a troca aleatória de pares realizada pelas moléculas da água,

that the waters engage in,

a very important part of the dance.

uma parte da dança muito importante.

In addition, they are not great dancers.

Além disso, não são grandes bailarinas.

The water molecules try to engage

As moléculas da água tentam envolver as moléculas do azeite na dança,

the oil molecules in the dance,

but they just keep bumping into their dresses

mas estão sempre a tropeçar nos vestidos delas

and taking up all the room on the dance floor.

e a ocupar todo o espaço do salão de baile.

There are way more ways the waters can dance

Há muito mais formas de as moléculas da água dançarem

when the oil gets off the floor,

quando o azeite sai da pista de dança,

so the waters squeeze out the oil,

por isso a água rejeita o azeite

pushing it back to the bench with the others.

empurrando-o para o banco para o pé das outras.

Pretty soon, when a large number of oils

Em breve, depois de postas de lado uma série de moléculas de azeite,

have been squeezed over to the side,

they band together to commiserate

elas juntam-se para se lamentarem

about how unfair the waters are being

de as moléculas da água serem tão injustas

and stick together as a group.

e unem-se enquanto grupo.

So, it is this combination

Assim, é esta combinação das interações entre as moléculas

of the interactions between molecules

and the configurations available to them

e as configurações que lhes estão disponíveis

when they're moving randomly

quando se movimentam ao acaso

that dictates whether they mix.

que dita se se misturam ou não.

In other words, water and oil don't mix

Por outras palavras, a água e o azeite não se misturam

because they just don't make great dance partners.

porque não constituem bons pares de dança.