なぜ塩は水に溶けるのに、油は溶けないのか

要約

この記事では、なぜ塩が水に溶けるのに油が溶けないのかについて説明します。エネルギーとエントロピーの概念と、粒子間の相互作用との関係を探ります。また、粒子のランダムな運動が混ざり合う能力にどのように影響するか、そしてこれが水と油分子のダンスにどのように関係するかを説明します。

エネルギーとエントロピー

エネルギーとエントロピーは、塩が水に溶けるのに油が溶けない理由を説明する化学の2つの概念です。エネルギーは粒子間の引力に関係し、エントロピーはランダムな運動に基づいて物事とエネルギーを配置する方法を説明します。

水分子のダンス

水分子は、水素結合ネットワークと呼ばれる定常的かつランダムな四角いダンスに参加しています。このダンスは、水分子間の引力によって駆動され、水分子をつなぎ合わせる水素結合のネットワークを作り出します。エントロピーは、水分子がより多くの可能な構成を探索できるように、常にダンスを続けたいと考えています。

水における塩

水に塩を加えると、塩イオンが分解してダンスに参加し、四角いダンスの中でより多くの可能なダンスポジションを追加します。水分子は、新しい水素結合を形成し、系のエントロピーを増やすことができるため、塩イオンをダンスに歓迎します。これが塩が水に溶ける理由です。

油と水は混ざらない

一方、油分子は大きすぎてダンスを妨害し、上手なダンサーではありません。水分子は油分子をダンスに誘おうとしますが、油分子はドレスにぶつかったり、ダンスフロアのスペースを占めたりするだけで、ダンスを妨害します。したがって、油がフロアから出ると、より多くのダンスができる方法があるため、水は油を押し出して、ベンチに戻します。