Perché il sale si scioglie nell'acqua ma l'olio no? Beh, in breve: è colpa della chimica, ma non è una risposta molto esaustiva. Vero? Beh, la ragione per cui il sale si scioglie e l'olio non lo fa si riduce a due grandi ragioni del perché non accade nulla: l'energetica e l'entropia. L'energetica ha a che fare principalmente con le forze attrattive tra le cose. Quando guardiamo l'olio o il sale nell'acqua ci concentriamo sulle forze tra le particelle su una dimensione molto, molto, molto piccola, a livello molecolare. Per darvi un'idea di questa dimensione, in un bicchiere di acqua, ci sono più molecole di stelle conosciute nell'universo. Ora, tutte queste molecole sono in costante moto, si spostano, vibrano e ruotano. Quello che impedisce a quasi tutte queste molecole di volarsene via dal bicchiere sono le interazioni attrattive tra le molecole. La forza delle interazioni tra la stessa acqua e le altre sostanze è quello che intendiamo quando usiamo la parola 'energetica'. Potete pensare alle molecole dell'acqua come impegnate in una costante danza, un po' come la quadriglia, dove si scambiano costantemente e in maniera casuale i compagni di ballo. In parole semplici, l'abilità della sostanza d'interagire con l'acqua, bilanciata con la velocità con cui interrompono questa interazione e la velocità con cui l'acqua interagisce con se stessa, gioca un ruolo importante nello spiegare il perché alcune cose si mischiano meglio nell'acqua e altre no. L'entropia fondamentalmente descrive il modo in cui le cose e l'energia possono essere sistemate sulla base del moto casuale. Ad esempio, pensate all'aria in una stanza. Immaginate tutte le differenti possibili sistemazioni nello spazio per i trilioni di particelle che compongono l'aria. Alcune di queste sistemazioni potrebbero avere tutte le molecole di ossigeno da una parte e tutte le molecole di azoto dall'altra parte, separate. Ma al di là delle possibili sistemazioni queste molecole sono mischiate le une con le altre. L'entropia favorisce dunque la miscelazione. L'energetica invece gestisce le forze attrattive. Se quindi le forze attrattive sono presenti, la probabilità di alcune sistemazioni possono essere migliorate, quelle dove le cose sono attratte le une alle altre. Dunque, è sempre l'equilibrio di queste due cose che determina cosa avviene. A livello molecolare l'acqua è composta da molecole di acqua che a loro volta sono costituite da due atomi d'idrogeno e uno di ossigeno. Allo stato liquido, queste molecole sono impegnate in una costante e casuale quadriglia che viene chiamata rete di legami idrogeno. L'entropia favorisce la continuazione del ballo della quadriglia per tutto il tempo. Ci sono più modi con cui le molecole di acqua possono sistemarsi in un ballo della quadriglia, rispetto a molecole d'acqua che ballano in linea. Così, la danza della quadriglia va avanti incessantemente. Cosa accade dunque quando mettiamo il sale nell'acqua? Beh, a livello molecolare, il sale in realtà è composto da due differenti ioni, il cloro e il sodio, che sono organizzati come un muro di mattoni. Loro si presentano al ballo come un grande gruppo in formazione e si siedono in disparte in un primo momento, timidi e un po' riluttanti a sparpagliarsi in ioni individuali per unirsi alla danza. Ma in segreto, quei timidi ballerini desiderano solo che qualcuno chieda loro di unirsi al ballo. Quando un'acqua per caso s'imbatte in uno di loro e li trascina nella danza lontano dal suo gruppo, loro ci vanno. E una volta dentro il turbinio della danza non tornano indietro. E infatti, l'aggiunta di quegli ioni di sale aggiunge più posizioni possibili di ballo nella quadriglia, quindi è preferibile per loro starsene a ballare con l'acqua. Ora, prendiamo l'olio. Con l'olio, le molecole sono un po' interessate a ballare con l'acqua, quindi l'entropia preferisce che si uniscano alla danza. Il problema è che le molecole di olio indossano gigantesche gonne da ballo e sono molto più grandi delle molecole di acqua. Quando una molecola di olio viene fatta entrare la sua dimensione è davvero di disturbo per il ballo e lo scambio casuale di compagno di ballo nella quale le molecole di acqua s'impegnano, un'importantissima parte della danza. In aggiunta, le molecole di olio non sono grandi ballerini. Quelle dell'acqua tentano di impegnare le molecole di olio nella danza ma continuano semplicemente a scontrarsi con i loro vestiti e a occupare tutta la pista da ballo. Ci sono moltissimi modi in cui l'acqua può danzare quando l'olio scende in pista, quindi l'acqua butta fuori l'olio, spingendolo nuovamente sulle panchine con gli altri. Molto presto, quando un gran numero di olii sono stati messi all'angolo, si raggruppano insieme per commiserarsi di quando ingiusta sia l'acqua e rimangono compatti in gruppo. È dunque questa combinazione delle interazioni tra molecole e le configurazioni possibili tra di loro quando si muovono in maniera casuale che detta se si mischiano o meno. In altre parole, l'acqua e l'olio non si mescolano perché non sono grandi compagni di ballo.