Tại sao muối hòa tan được trong nước nhưng dầu thì lại không?
Vâng, ngắn gọn trong một từ, hóa học,
nhưng đó không phải là câu trả lời làm hài lòng, đúng không?
Vâng, lý do muối hòa tan còn dầu thì không
xuất phát từ hai lý do chính
tại sao điều đó lại xảy ra:
sự chuyển hóa của các loại năng lượng
và động lực học.
sự chuyển hóa của các loại năng lượng đối phó chủ yếu
với lực hấp dẫn giữa những các vật thể.
Khi chúng ta nhìn vào dầu hoặc muối trong nước,
chúng ta tập trung vào các lực giữa các hạt phân tử
trên một quy mô rất, rất, rất nhỏ,
mức độ phân tử.
Để cho bạn dễ hình dung về quy mô này,
trong một ly nước,
có rất nhiều phân tử hơn
so với các ngôi sao được biết đến trong vũ trụ này.
Bây giờ, tất cả các phân tử này đang trong chuyển động liên tục,
di chuyển, rung, và xoay vòng.
Những gì ngăn cản hầu như tất cả những phân tử
bay ra khỏi cốc nước
là sự tương tác hấp dẫn giữa các phân tử.
Sức mạnh của sự tương tác
giữa nước, chính nó, và các chất khác
là những gì chúng tôi muốn nói l khi nói rằng năng lượng chuyển hóa.
Bạn có thể nghĩ về các phân tử nước tham gia
trong một điệu nhảy liên tục,
giống như một điệu nhảy xoay vòng
nơi họ liên tục và ngẫu nhiên trao đổi bạn nhảy.
Để cho đơn giản, khả năng cho các chất
tương tác với nước,
cân bằng với làm thế nào nó phá vỡ
với việc nước tương tác với chính nó,
đóng một vai trò quan trọng trong việc giải thích
tại sao có những chất có thể hòa tan rất tốt trong nước
và những thứ khác thì không.
Động lực học căn bản mô tả
cách thức để cho vật thể và năng lượng có thể được sắp xếp
dựa trên chuyển động ngẫu nhiên.
Ví dụ, hãy nghĩ tới không khí trong một căn phòng.
Hãy tưởng tượng tất cả các sắp xếp khác nhau có thể
trong không gian cho hàng nghìn tỷ hạt phân tử
tạo nên không khí.
Một số trong những sắp xếp đó
có thể làm cho tất cả các phân tử oxy ở đây
và tất cả các phân tử nitơ đằng kia,
tách rời ra.
Nhưng xa hơn những sắp xếp có thể có
làm cho những phân tử được trộn lẫn với nhau.
Vì vậy, nhiệt động lực tạo điều kiện cho sự trộn lẫn.
sự chuyển hóa các loại năng lượng đối phó với lực hấp dẫn.
Và như vậy, nếu lực hấp dẫn ở thì hiện tại,
xác suất của một số sắp xếp
có thể được tăng cường,
những chỗ mà những thứ bị thu hút vào nhau.
Vì vậy, luôn luôn là sự cân bằng giữa hai thứ
xác định những gì sẽ xảy ra.
Ở cấp độ phân tử,
nước bao gồm các phân tử nước,
tạo thành từ 2 nguyên tử hiđrô và một nguyên tử ôxy.
Như nước lỏng, các phân tử này tham gia vào
trong một điệu nhảy vòng tròn liên tục và ngẫu nhiên
mà được gọi là mạng lưới liên kết hydro.
Nhiệt động lực duy trì
điệu nhảy vòng vào mọi lúc.
Luôn có những cách khác
mà tất cả các phân tử nước có thể sắp xếp
trong một điệu nhảy vòng quanh,
so với việc nếu các phân tử nước
khiêu vũ thành một hàng.
Vì vậy, những điệu nhảy vòng quanh cứ tiếp tục.
Vì vậy, những gì sẽ xảy ra khi bạn bỏ muối vào nước?
Vâng, ở cấp độ phân tử,
muối thực sự được tạo thành bởi hai ion khác nhau,
clo và natri,
nó được tổ chức giống như một bức tường gạch.
chúng xuất hiện để khiêu vũ
và hình thành một nhóm lớn
và đầu tiên là ở một góc,
nhút nhát và một chút e dè để chia nhóm ra
thành các ion riêng biệt để tham gia vào điệu nhảy.
Nhưng một cách bí mật, những vũ công nhút nhát đó
chỉ muốn một ai đó ngỏ lời mời họ tham gia.
Vì vậy, khi nước ngẫu nhiên va chạm vào một trong số chúng
và kéo chúng ra khỏi nhóm để tham gia vào những điệu nhảy,
chúng đi ngay.
Và khi đã lên sàn nhảy,
chúng hoàn toàn bị cuốn vào đó.
Trên thực tế, việc bổ sung các ion muối
cũng tạo thêm nhiều kiểu khiêu vũ khả thi khác
trong điệu nhảy vòng quanh này,
Vì vậy việc nó ở lại và nhảy với nước rất được yêu thích
Bây giờ, chúng ta hãy nói về dầu.
Với dầu, các phân tử này rất thích
khiêu vũ với nước,
Vì vậy nhiệt động lực tạo điều kiện cho chúng tham gia điệu nhảy.
Vấn đề là phân tử dầu
lại mặc những chiếc áo dạ hội khổng lồ,
và chúng lớn hơn phân tử nước rất nhiều
Vì vậy, khi một phân tử dầu được kéo vào,
kích thước của chúng thực sự phá vỡ buổi khiêu vũ
và việc trao đổi ngẫu nhiên bạn nhảy
mà nước tham gia vào,
một phần rất quan trọng của điệu nhảy.
Ngoài ra, chúng không phải là những vũ công giỏi.
Các phân tử nước cố gắng tham gia cùng
với các phân tử dầu trong buổi khiêu vũ,
nhưng chúng cứ va vào những bộ trang phục của lũ dầu
những thứ chiếm phần lớn chỗ trên sàn nhảy.
Có rất nhiều cách để nước có thể nhảy
khi dầu ra khỏi sàn nhảy,
do đó, nước ép dầu ra,
đẩy chúng vào những băng ghế xung quanh sàn nhảy cùng với những chất khác.
Sớm thôi, khi mà một lượng lớn dầu
bị đá sang một bên,
họ hợp nhất với nhau để đồng lòng
về sự bất công trong cách đối xử của nước
và kết thành nhóm với nhau.
Vì vậy, đó chính là sự kết hợp
của sự tương tác giữa các phân tử này
và các cấu hình có sẵn cho chúng
khi chúng di chuyển ngẫu nhiên
và chỉ ra rằng khi nào thì chúng sẽ trộn lẫn với nhau.
Nói cách khác, dầu và nước không pha trộn
bởi vì chúng không phải là bạn nhảy tuyệt vời của nhau.