O que provoca uma reação química? — Kareem Jarrah

Vejam a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/what-triggers-a-chemical-reaction-kareem-jarrah

Os químicos estão em todo o lado e as reações entre eles podem parecer qualquer coisa, desde a ferrugem numa colher a uma explosão no forno. Porque é que estas reações ocorrem? Kareem Jarrah responde a esta pergunta examinando as duas forças subjacentes que provocam as reações químicas endotérmicas e exotérmicas: a entalpia e a entropia.

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

Vocês sabem como, por vezes,
vamos fazer um bolo

mas as bananas apodreceram todas,

os utensílios enferrujaram,

passamo-nos e deitamos o fermento
na garrafa do vinagre

e depois o forno explode?

Nós e as nossas reações químicas
fomos vítimas da entalpia e da entropia

e essas são forças diabólicas
que devemos ter em consideração.

Os nossos reagentes são produtos.

Então, o que são estas palavras
que começam por "E"

e o que é que elas pretendem?

Comecemos pela entalpia,

o aumento ou diminuição de energia
durante uma reação química.

Cada molécula tem uma certa quantidade
de energia química potencial

armazenada nas ligações
entre os seus átomos.

Os químicos com mais energia
são menos estáveis,

e, portanto, mais propensos a reagir.

Vamos visualizar o fluxo
de energia numa reação,

a combustão de hidrogénio e oxigénio,
jogando uma partida de minigolfe.

O nosso objetivo é fazer a bola
— o reagente — subir uma elevação

e fazê-la descer do outro lado
por uma encosta mais íngreme.

Onde o monte se eleva,
precisamos de dar energia à bola

e onde ele desce, a bola liberta
energia pelo meio envolvente.

O buraco representa o produto,
ou resultado da reação.

Quando termina o período da reação,
a bola está dentro do buraco

e temos o nosso produto; água.

Tal como quando o nosso fogão explode,
isto é uma reação exotérmica,

ou seja, a energia final do químico
é menor do que a energia inicial

e a diferença foi adicionada
ao meio envolvente

sob a forma de luz e calor.

Também podemos fazer
o tipo oposto de reação,

uma reação endotérmica

em que a energia final é maior
do que a energia inicial.

É o que tentamos fazer
ao cozer o nosso bolo.

O calor acrescentado do forno
altera a estrutura química

das proteínas dos ovos
e dos diversos componentes da manteiga.

Isso é a entalpia.

Como devem desconfiar,

as reações exotérmicas
ocorrem mais frequentemente

do que as endotérmicas

porque exigem menos energia para tal.

Mas há outro fator independente
que pode provocar reações:

a entropia.

A entropia mede o carácter aleatório
de um químico.

Esta é uma enorme pirâmide
de bolas de golfe.

A sua estrutura ordenada
significa que tem uma entropia baixa.

Contudo, quando cair,
temos caos por toda a parte,

com as bolas a saltar por todos os lados.

De tal modo que algumas delas
até passam por cima do monte.

Esta mudança para a instabilidade,
ou entropia mais alta,

pode permitir a ocorrência de reações.

Tal como com as bolas de golfe,
também nos químicos

esta transição de estrutura para desordem

faz com que alguns reagentes
passem a elevação

e permitem que eles iniciem uma reação.

Podemos ver a entalpia
e a entropia em ação

quando acendemos uma fogueira
para cozinhar o jantar.

O fósforo adiciona energia suficiente

para ativar a reação exotérmica
de combustão,

convertendo o material combustível
de alta energia no bosque

em dióxido de carbono
de energia mais baixa e água.

A entropia também aumenta
e mantém a reação

porque os troncos de madeira
limpos e organizados

converteram-se em vapor de água
e dióxido de carbono

em movimento aleatório.

A energia produzida
por esta reação exotérmica

alimenta a reação endotérmica
de cozinhar o jantar.

"Bon appétit!"