WEBVTT

00:00:06.738 --> 00:00:10.329
Pourquoi le sel se dissout-il dans l'eau 
mais pas l'huile?

00:00:10.329 --> 00:00:12.124
En un mot, à cause de la chimie,

00:00:12.124 --> 00:00:14.328
mais ce n'est pas suffisant, non ?

00:00:14.328 --> 00:00:17.442
La raison pour laquelle 
le sel se dissout dans l'eau mais pas l'huile

00:00:17.442 --> 00:00:19.152
se réduit à deux raisons principales

00:00:19.152 --> 00:00:21.348
qui sont au cœur de tout :

00:00:21.348 --> 00:00:22.281
l'énergétique

00:00:22.281 --> 00:00:23.489
et l'entropie.

00:00:23.489 --> 00:00:25.322
L'énergétique couvre en gros

00:00:25.322 --> 00:00:28.203
les forces d'attraction entre les choses.

00:00:28.203 --> 00:00:31.155
Quand on regarde de l'huile 
ou du sel dans l'eau,

00:00:31.155 --> 00:00:34.152
on se concentre sur les forces entre particules

00:00:34.152 --> 00:00:36.779
à une très, très très petite échelle,

00:00:36.779 --> 00:00:38.180
au niveau moléculaire.

00:00:38.180 --> 00:00:39.898
Pour vous en donner une idée,

00:00:39.898 --> 00:00:41.599
dans un verre d'eau,

00:00:41.599 --> 00:00:43.110
il y a plus de molécules

00:00:43.110 --> 00:00:45.816
que d'étoiles connues dans l'univers.

00:00:45.816 --> 00:00:49.448
Toutes ces molécules sont 
en mouvement constant,

00:00:49.448 --> 00:00:52.460
remuant, vibrant et virevoltant.

00:00:52.460 --> 00:00:54.774
Ce qui empêche la plupart de ces molécules

00:00:54.774 --> 00:00:56.858
de s'envoler hors du verre

00:00:56.858 --> 00:01:00.270
c'est l'interaction attractive entre molécules.

00:01:00.270 --> 00:01:01.230
La force de ces interactions

00:01:01.230 --> 00:01:04.482
entre l'eau et elle-même, 
et avec d'autres substances

00:01:04.482 --> 00:01:07.733
c'est ce qu'on appelle l'énergétique.

00:01:07.733 --> 00:01:09.874
Vous pouvez imaginer les molécules

00:01:09.874 --> 00:01:11.419
dansant perpétuellement

00:01:11.419 --> 00:01:13.047
un genre de samba,

00:01:13.047 --> 00:01:16.501
où elles changent sans arrêt 
de partenaires au hasard.

00:01:16.501 --> 00:01:19.185
Simplement, la capacité des substances

00:01:19.185 --> 00:01:20.676
à interagir avec l'eau,

00:01:20.676 --> 00:01:22.298
ou à ne pas interagir

00:01:22.298 --> 00:01:24.881
comme l'eau interagit avec elle-même,

00:01:24.881 --> 00:01:27.230
joue un rôle important pour expliquer

00:01:27.230 --> 00:01:29.899
pourquoi certaines choses 
se mélangent bien dans l'eau

00:01:29.899 --> 00:01:31.649
et d'autres non.

00:01:32.048 --> 00:01:33.575
L'entropie décrit

00:01:33.575 --> 00:01:35.102
la manière dont les choses et

00:01:35.102 --> 00:01:36.631
l'énergie peuvent se combiner

00:01:36.631 --> 00:01:38.503
à partir d'un mouvement aléatoire.

00:01:38.503 --> 00:01:41.200
Prenez par exemple l'air d'une pièce.

00:01:41.200 --> 00:01:44.062
Imaginez tous les arrangements

00:01:44.062 --> 00:01:46.650
dans l'espace pour les milliers de 
milliards de particules

00:01:46.650 --> 00:01:48.131
qui composent l'air.

00:01:48.131 --> 00:01:49.167
Certains de ces arrangements

00:01:49.167 --> 00:01:52.163
pourraient avoir toutes les 
molécules d'oxygène par ici

00:01:52.163 --> 00:01:54.814
et toutes les molécules d'azote par là,

00:01:54.814 --> 00:01:55.855
séparées.

00:01:55.855 --> 00:01:58.230
Mais il y a beaucoup plus de combinaisons

00:01:58.230 --> 00:02:01.230
qui mixent les molécules entre elles.

00:02:01.230 --> 00:02:03.481
Donc, l'entropie préfère le mélange.

00:02:03.481 --> 00:02:06.334
L'énergétique s'occupe des forces d'attration

00:02:06.334 --> 00:02:08.417
et donc, si les forces d'attraction sont présentes

00:02:08.417 --> 00:02:10.321
la probabilité de certaines combinaisons

00:02:10.321 --> 00:02:11.474
peut être augmentée,

00:02:11.474 --> 00:02:12.627
celles dans lesquelles les molécules

00:02:12.627 --> 00:02:14.344
sont attirées par les autres.

00:02:14.344 --> 00:02:16.294
C'est toujours l'équilibre entre ces deux aspects

00:02:16.294 --> 00:02:18.871
qui détermine ce qui se passe.

00:02:18.871 --> 00:02:20.285
Au niveau moléculaire,

00:02:20.285 --> 00:02:22.664
l'eau est formée de molécules d'eau,

00:02:22.664 --> 00:02:25.829
composées de deux atomes d'hydrogène 
et d'un atome d'oxygène.

00:02:25.829 --> 00:02:28.497
Dans l'eau liquide, ces molécules sont constamment

00:02:28.497 --> 00:02:30.831
en train de danser la samba,

00:02:30.831 --> 00:02:34.386
ce qu'on appelle le réseau de liaisons hydrogène.

00:02:34.386 --> 00:02:35.771
L'entropie préfère que

00:02:35.771 --> 00:02:38.018
la danse ne s'arrête jamais.

00:02:38.018 --> 00:02:39.314
il y a toujours plus de possibilités

00:02:39.314 --> 00:02:41.142
que toutes les molécules d'eau s'arrangent

00:02:41.142 --> 00:02:42.349
dans une samba,

00:02:42.349 --> 00:02:44.790
plutôt que si elles dansaient

00:02:44.790 --> 00:02:45.421
en ligne.

00:02:45.421 --> 00:02:47.781
Donc, la samba ne s'arrête jamais.

00:02:47.781 --> 00:02:50.750
Alors que se passe-t-il 
quand on ajoute du sel dans l'eau?

00:02:50.750 --> 00:02:52.748
Et bien, au niveau moléculaire,

00:02:52.748 --> 00:02:55.584
le sel est composé de deux ions différents,

00:02:55.584 --> 00:02:57.838
chlorure et sodium,

00:02:57.838 --> 00:03:00.082
qui sont agencés comme un mur de briques.

00:03:00.082 --> 00:03:01.502
Ils arrivent sur la piste

00:03:01.502 --> 00:03:03.386
comme un grand groupe compact

00:03:03.386 --> 00:03:05.040
et ils s'asseyent tout d'abord sur le côté,

00:03:05.040 --> 00:03:07.431
timides et réticents à se séparer

00:03:07.431 --> 00:03:10.272
en ions individuels pour aller danser.

00:03:10.272 --> 00:03:12.456
Mais en secret, ces danseurs timides

00:03:12.456 --> 00:03:15.009
attendent juste qu'on les invite.

00:03:15.009 --> 00:03:18.233
Et, quand l'eau tombe sur eux par hasard,

00:03:18.233 --> 00:03:20.817
et les attire sur la piste hors de son groupe,

00:03:20.817 --> 00:03:21.983
ils y vont.

00:03:21.983 --> 00:03:23.362
Et quand ils commencent à danser,

00:03:23.362 --> 00:03:24.948
ils ne reviennent pas.

00:03:24.948 --> 00:03:27.352
En fait, l'addition des ions sels

00:03:27.352 --> 00:03:29.412
ajoute de nouvelles possibilités de figures

00:03:29.412 --> 00:03:30.790
à la samba,

00:03:30.790 --> 00:03:33.973
donc ils préfèrent continuer à danser avec l'eau

00:03:35.156 --> 00:03:37.119
Maintenant, prenons l'huile.

00:03:37.119 --> 00:03:39.800
Pour l'huile, les molécules seraient d'accord

00:03:39.800 --> 00:03:40.912
de danser avec l'eau,

00:03:40.912 --> 00:03:42.024
et l'entropie voudrait bien

00:03:42.024 --> 00:03:43.138
qu'elles rejoignent la piste.

00:03:43.138 --> 00:03:45.193
Le problème est que les molécules d'huile

00:03:45.193 --> 00:03:47.471
portent des robes de bal gigantesques,

00:03:47.471 --> 00:03:49.598
qui sont bien plus grandes 
que les molécules d'eau.

00:03:49.598 --> 00:03:51.395
Si bien que quand une molécule d'huile

00:03:51.395 --> 00:03:52.474
est attrapée

00:03:52.474 --> 00:03:55.299
sa taille vient bousculer la danse

00:03:55.299 --> 00:03:56.919
et l'échange aléatoire de partenaires

00:03:56.919 --> 00:03:58.622
auquel participe l'eau

00:03:58.622 --> 00:04:00.329
est une partie importante de la danse.

00:04:00.329 --> 00:04:02.885
En plus, elles ne sont pas bonnes danseuses.

00:04:02.885 --> 00:04:04.805
Les molécules d'eau essaient d'inviter

00:04:04.805 --> 00:04:06.464
les molécules d'huile dans la danse,

00:04:06.464 --> 00:04:08.890
mais elles n'arrêtent pas de se cogner 
à leurs robes

00:04:08.890 --> 00:04:11.550
et en plus, elles prennent toute
la place sur la piste.

00:04:11.550 --> 00:04:13.723
Il y a beaucoup plus de façons 
de danser pour l'eau

00:04:13.723 --> 00:04:15.765
quand l'huile sort de la piste,

00:04:15.765 --> 00:04:18.214
alors l'eau fait sortir l'huile,

00:04:18.214 --> 00:04:20.803
et la repousse dans les coins avec les autres.

00:04:20.803 --> 00:04:22.887
Et dès qu'un grand nombre d'huiles

00:04:22.887 --> 00:04:24.971
a été repoussé sur le côté,

00:04:24.971 --> 00:04:27.280
elles se réunissent pour se plaindre

00:04:27.280 --> 00:04:29.455
de la manière dont l'eau les traite

00:04:29.455 --> 00:04:31.408
et se regroupent ensemble.

00:04:31.408 --> 00:04:32.746
Ainsi, c'est cette combinaison

00:04:32.746 --> 00:04:35.082
des interactions entre molécules

00:04:35.082 --> 00:04:37.472
et des configurations possibles

00:04:37.472 --> 00:04:38.890
quand elles se déplacent au hasard

00:04:38.890 --> 00:04:41.216
qui décide si elles se mélangent.

00:04:41.216 --> 00:04:43.637
En d'autres termes, l'eau et l'huile 
ne se mélangent pas

00:04:43.637 --> 00:04:47.217
parce qu'elles ne forment pas 
un bon couple de danseurs.