Porque é que o sal se dissolve na água, mas o azeite não?
Numa só palavra: química.
Mas isso não satisfaz, pois não?
A razão por que o sal se dissolve e o azeite não,
reduz-se a dois princípios importantes
para tudo o que acontece:
a energética
e a entropia.
A energética trata principalmente
das forças de atração entre as coisas.
Quando olhamos para o azeite ou o sal na água,
concentramo-nos nas forças entre partículas
numa escala muitíssimo pequena,
a nível molecular.
Para dar uma ideia desta escala,
num copo de água, há mais moléculas
do que as estrelas que conhecemos no universo.
Todas essas moléculas estão em constante movimento,
movendo-se, vibrando e girando.
O que impede que essas moléculas voem para fora do copo
são as interações de atração entre as moléculas.
A força das interações entre a água e outras substâncias
é aquilo a que nos referimos quando falamos em energética.
Podemos imaginar as moléculas da água
envolvidas numa dança permanente,
uma espécie de dança da quadrilha,
em que estão sempre a mudar de par, ao acaso.
Em palavras simples,
a capacidade das substâncias em interagir com a água,
equilibrada com a forma como se alteram,
como a água interage consigo mesma,
desempenha um papel importante para explicar
porque é que certas coisas se misturam bem na água
e outras não.
A entropia descreve, basicamente,
a forma como as coisas e a energia se organizam
com base no movimento aleatório.
Por exemplo, pensem no ar duma sala.
Imaginem todos os diversos arranjos possíveis no espaço
para os biliões de partículas que compõem o ar.
Alguns desses arranjos podem ter todas as moléculas de oxigénio aqui
e todas as moléculas de azoto ali,
em separado.
Mas são muitos mais os arranjos possíveis
que misturam essas moléculas umas com as outras.
Assim, a entropia favorece a mistura.
A energética lida com as forças de atração.
Assim, se estão presentes forças de atração,
é possível reforçar a probabilidade de alguns arranjos
quando as coisas são atraídas umas para as outras.
É sempre o equilíbrio destas duas coisas
que determina o que acontece,
A nível molecular,
a água é formada por moléculas de água,
compostas por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio.
Enquanto água líquida, estas moléculas
executam uma dança de quadrilha permanente e aleatória
a que se chama a rede de ligação de hidrogénio.
A entropia favorece a continuação permanente dessa dança.
Há sempre mais formas de todas as moléculas da água
se organizarem numa dança da quadrilha,
do que se as moléculas de água executassem uma dança em linha.
Assim, a dança de quadrilha continua permanentemente.
O que acontece quando deitamos sal na água?
A nível molecular,
o sal é feito de dois iões diferentes,
o cloro e o sódio,
que estão organizados como uma parede de tijolo.
Aparecem no salão de baile como um grande grupo em formação
e, a princípio, sentam-se aparte,
tímidos e um pouco relutantes em se separarem em iões individuais,
para se juntarem à dança.
Mas, lá no fundo, esses bailarinos tímidos
só querem que alguém os convide para dançar.
Quando uma molécula de água esbarra num deles, por acaso,
e o puxa para a dança, afastando-o do grupo,
lá vão eles.
Depois de entrarem na dança já não voltam atrás.
A adição de mais iões de sal
acrescenta mais passos possíveis na dança da quadrilha,
por isso é melhor para eles continuar a dançar com a água.
Agora, vejamos o azeite.
Com o azeite, as moléculas estão interessadas em dançar com a água,
por isso, a entropia favorece a sua entrada na dança.
O problema é que as moléculas do azeite usam vestidos de baile gigantescos
e são muito maiores do que as moléculas da água.
Por isso, quando uma molécula de azeite é puxada,
o seu tamanho é prejudicial para a dança
e para a troca aleatória de pares realizada pelas moléculas da água,
uma parte da dança muito importante.
Além disso, não são grandes bailarinas.
As moléculas da água tentam envolver as moléculas do azeite na dança,
mas estão sempre a tropeçar nos vestidos delas
e a ocupar todo o espaço do salão de baile.
Há muito mais formas de as moléculas da água dançarem
quando o azeite sai da pista de dança,
por isso a água rejeita o azeite
empurrando-o para o banco para o pé das outras.
Em breve, depois de postas de lado uma série de moléculas de azeite,
elas juntam-se para se lamentarem
de as moléculas da água serem tão injustas
e unem-se enquanto grupo.
Assim, é esta combinação das interações entre as moléculas
e as configurações que lhes estão disponíveis
quando se movimentam ao acaso
que dita se se misturam ou não.
Por outras palavras, a água e o azeite não se misturam
porque não constituem bons pares de dança.