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Pourquoi l'eau et l'huile ne se mélangent-elles pas ? John Pollard

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    Pourquoi le sel se dissout-il dans l'eau mais pas l'huile?
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    En un mot, à cause de la chimie,
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    mais ce n'est pas suffisant, non ?
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    La raison pour laquelle
    le sel se dissout dans l'eau mais pas l'huile
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    se réduit à deux raisons principales
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    qui sont au cœur de tout :
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    l'énergétique
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    et l'entropie.
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    L'énergétique couvre en gros
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    les forces d'attraction entre les choses.
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    Quand on regarde de l'huile ou du sel dans l'eau,
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    on se concentre sur les forces entre particules
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    à une très, très très petite échelle,
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    au niveau moléculaire.
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    Pour vous en donner une idée,
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    dans un verre d'eau,
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    il y a plus de molécules
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    que d'étoiles connues dans l'univers.
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    Toutes ces molécules sont en mouvement constant,
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    remuant, vibrant et virevoltant.
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    Ce qui empêche la plupart de ces molécules
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    de s'envoler hors du verre
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    c'est l'interaction attractive entre molécules.
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    La force de ces interactions
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    entre l'eau et elle-même, et avec d'autres substances
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    c'est ce qu'on appelle l'énergétique.
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    Vous pouvez imaginer les molécules
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    dansant perpétuellement
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    un genre de samba,
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    où elles changent sans arrêt de partenaires au hasard.
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    Simplement, la capacité des substances
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    à interagir avec l'eau,
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    ou à ne pas interagir
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    comme l'eau interagit avec elle-même,
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    joue un rôle important pour expliquer
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    pourquoi certaines choses se mélangent bien dans l'eau
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    et d'autres non.
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    L'entropie décrit
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    la manière dont les choses et
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    l'énergie peuvent se combiner
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    à partir d'un mouvement aléatoire.
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    Prenez par exemple l'air d'une pièce.
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    Imaginez tous les arrangements
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    dans l'espace pour les milliers de milliards de particules
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    qui composent l'air.
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    Certains de ces arrangements
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    pourraient avoir toutes les molécules d'oxygène par ici
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    et toutes les molécules d'azote par là,
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    séparées.
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    Mais il y a beaucoup plus de combinaisons
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    qui mixent les molécules entre elles.
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    Donc, l'entropie préfère le mélange.
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    L'énergétique s'occupe des forces d'attration
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    et donc, si les forces d'attraction sont présentes
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    la probabilité de certaines combinaisons
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    peut être augmentée,
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    celles dans lesquelles les molécules
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    sont attirées par les autres.
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    C'est toujours l'équilibre entre ces deux aspects
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    qui détermine ce qui se passe.
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    Au niveau moléculaire,
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    l'eau est formée de molécules d'eau,
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    composées de deux atomes d'hydrogène
    et d'un atome d'oxygène.
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    Dans l'eau liquide, ces molécules sont constamment
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    en train de danser la samba,
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    ce qu'on appelle le réseau de liaisons hydrogène.
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    L'entropie préfère que
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    la danse ne s'arrête jamais.
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    il y a toujours plus de possibilités
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    que toutes les molécules d'eau s'arrangent
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    dans une samba,
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    plutôt que si elles dansaient
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    en ligne.
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    Donc, la samba ne s'arrête jamais.
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    Alors que se passe-t-il
    quand on ajoute du sel dans l'eau?
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    Et bien, au niveau moléculaire,
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    le sel est composé de deux ions différents,
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    chlorure et sodium,
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    qui sont agencés comme un mur de briques.
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    Ils arrivent sur la piste
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    comme un grand groupe compact
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    et ils s'asseyent tout d'abord sur le côté,
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    timides et réticents à se séparer
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    en ions individuels pour aller danser.
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    Mais en secret, ces danseurs timides
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    attendent juste qu'on les invite.
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    Et, quand l'eau tombe sur eux par hasard,
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    et les attire sur la piste hors de son groupe,
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    ils y vont.
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    Et quand ils commencent à danser,
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    ils ne reviennent pas.
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    En fait, l'addition des ions sels
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    ajoute de nouvelles possibilités de figures
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    à la samba,
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    donc ils préfèrent continuer à danser avec l'eau
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    Maintenant, prenons l'huile.
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    Pour l'huile, les molécules seraient d'accord
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    de danser avec l'eau,
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    et l'entropie voudrait bien
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    qu'elles rejoignent la piste.
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    Le problème est que les molécules d'huile
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    portent des robes de bal gigantesques,
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    qui sont bien plus grandes que les molécules d'eau.
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    Si bien que quand une molécule d'huile
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    est attrapée
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    sa taille vient bousculer la danse
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    et l'échange aléatoire de partenaires
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    auquel participe l'eau
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    est une partie importante de la danse.
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    En plus, elles ne sont pas bonnes danseuses.
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    Les molécules d'eau essaient d'inviter
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    les molécules d'huile dans la danse,
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    mais elles n'arrêtent pas de se cogner à leurs robes
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    et en plus, elles prennent toutela place sur la piste.
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    Il y a beaucoup plus de façons de danser pour l'eau
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    quand l'huile sort de la piste,
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    alors l'eau fait sortir l'huile,
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    et la repousse dans les coins avec les autres.
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    Et dès qu'un grand nombre d'huiles
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    a été repoussé sur le côté,
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    elles se réunissent pour se plaindre
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    de la manière dont l'eau les traite
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    et se regroupent ensemble.
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    Ainsi, c'est cette combinaison
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    des interactions entre molécules
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    et des configurations possibles
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    quand elles se déplacent au hasard
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    qui décide si elles se mélangent.
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    En d'autres termes, l'eau et l'huile ne se mélangent pas
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    parce qu'elles ne forment pas un bon couple de danseurs.
Title:
Pourquoi l'eau et l'huile ne se mélangent-elles pas ? John Pollard
Description:

La leçon complète : http://ed.ted.com/lessons/why-don-t-oil-and-water-mix-john-pollard

Le sel se dissout dans l'eau mais pas l'huile. Pourquoi ? On peut imaginer un verre d'eau comme une immense piste de danse dans lequel les molécules d'eau échangent sans arrêt de partenaire de danse. Et elles préfèrent danser avec les ions de sel. John Pollard explique comment deux principes chimiques, l'énergétique et l'entropie, dirigent le dance floor. Leçon par John Pollard, animation par Andrew Foe
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:03

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