O que dá início a uma reação química? - Kareem Jarrah

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/what-triggers-a-chemical-reaction-kareem-jarrah

Produtos químicos estão em tudo que vemos e as reações entre eles podem ser percebidas desde a ferrugem em uma colher, até a explosão de um forno. Afinal, porque essas reações ocorrem? Kareem Jarrah responde a esta pergunta examinando as duas forças que direcionam tanto as reações endotérmicas quanto as exotérmicas: entalpia e entropia.

Aula de Kareem Jarrah, animação de Flaming Medusa Studios Inc.

Você sabe como é quando
você vai fazer um bolo

mas as suas bananas estão podres,

seus utensílios enferrujados,

você escorrega e joga todo o bicarbonato
de sódio no pote de vinagre,

e então seu forno explode?

Meu amigo, você e suas reações químicas
foram vítimas da entalpia e da entropia

e, cara, elas são forças respeitáveis.

Agora, todos os reagentes

viraram os produtos da reação.

Essas palavras com "E",
significam o quê?

Vamos começar com entalpia,

um aumento ou diminuição de energia
durante uma reação química.

Toda molécula tem uma certa quantidade de
energia potencial química

guardada nas ligações entre os seus átomos

Substâncias químicas com mais energia
são menos estáveis,

e logo, mais propensas a reagir.

Vamos visualizar o fluxo de energia
em uma reação,

a combustão do hidrogênio e oxigênio,
jogando um golfe maluco.

Nosso objetivo é jogar uma bola, o
reagente, por cima de um pequeno morro

e para baixo por uma descida
muito mais íngreme.

Para que suba o morro,
precisamos fornecer energia à bola,

mas quando ela estiver descendo,
a bola libera energia para seu entorno.

O buraco representa o produto,
ou o resultante da reação.

Quando a reação terminar,
a bola estará dentro do buraco,

e nós teremos nosso produto: água.

Essa, como a explosão do forno,
é uma reação exotérmica,

Quer dizer:

a energia final das substâncias químicas
é menor que a energia inicial,

e a diferença foi transferida
ao meio ambiente

sob a forma de luz e calor.

Nós também podemos fazer a
reação inversa,

uma reação endotérmica,

na qual a energia final é maior que
a energia inicial.

É o que tentávamos fazer
ao cozinhar o bolo.

O calor adicionado pelo forno
mudaria a estrutura química

das proteínas nos ovos e vários
compostos na manteiga.

Então isso é entalpia.

Como você deve suspeitar,

reações exotérmicas ocorrem
com mais frequência

que as reações endotérmicas

porque elas precisam de menos energia.

Mas há outro fator independente que
pode fazer reações ocorrerem:

a entropia.

A entropia mede o grau de desorganização
de uma substância química.

Aqui está uma pirâmide enorme
de bolas de golfe.

Sua estrutura ordenada
significa que tem baixa entropia.

Porém, quando entra em colapso,
temos o caos generalizado,

bolas pulando para cima e
para os lados.

Tanto que algumas
até ultrapassam o morro.

Essa mudança para instabilidade,
ou maior entropia,

pode permitir que reações aconteçam.

Tal como nas bolas de golfe,

nas substâncias químicas de verdade

nessa mudança da organização
para a desordem

alguns reagentes superam o obstáculo

e eles podem começar a reação.

Você pode ver tanto a entalpia
como a entropia em ação

quando você, ao acampar,
acende uma fogueira para fazer o jantar.

O calor da chama do fósforo

fornece energia suficiente

para ativar a reação exotérmica
de combustão,

que converte o material combustível,
de alta energia, contido na madeira

em dióxido de carbono e água
que têm menos energia.

A entropia também aumenta e
favorece a reação

porque as toras de madeira,
organizadas internamente,

agora são convertidas em vapor d'água

e dióxido de carbono
que se movem aleatoriamente.

A energia liberada por essa
reação exotérmica

dá início à reação endotérmica
de cozinhar seu jantar.

Bon appétit!