Return to Video

Что запускает химическую реакцию? — Карим Джарра

  • 0:07 - 0:09
    Бывает, что, задумав приготовить торт,
  • 0:09 - 0:11
    ты обнаруживаешь,
    что все бананы испортились,
  • 0:12 - 0:13
    вся утварь заржавела,
  • 0:13 - 0:16
    ты споткнулся и высыпал всю
    пищевую соду в горшок с уксусом,
  • 0:16 - 0:18
    а после этого ещё и твоя печка взорвалась.
  • 0:18 - 0:24
    Дружище, ты и твои химические реакции
    стали жертвами энтальпии и энтропии.
  • 0:24 - 0:26
    И поверь, с ними надо считаться.
  • 0:26 - 0:29
    Теперь твои реагенты
    превратились в продукты.
  • 0:29 - 0:33
    Что же это за слова, начинающиеся с "Э"?
    И в чём их смысл?
  • 0:33 - 0:35
    Давай начнём с энтальпии.
  • 0:35 - 0:39
    Это увеличение или уменьшение энергии
    во время химической реакции.
  • 0:39 - 0:43
    Молекулы обладают определённым количеством
    потенциальной химической энергии,
  • 0:43 - 0:45
    заключённой в связях между атомами.
  • 0:45 - 0:49
    Реагирующие вещества с большим количеством
    энергии менее стабильны,
  • 0:49 - 0:52
    следовательно, они легче
    вступают в реакции.
  • 0:52 - 0:55
    Давайте представим поток энергии
  • 0:55 - 1:01
    во время реакции горения водорода
    и кислорода, играя в мини-гольф.
  • 1:01 - 1:05
    Наша цель — направить мячик, реагирующее
    вещество, вверх по небольшому подъёму
  • 1:05 - 1:08
    и затем вниз по более крутому склону.
  • 1:08 - 1:11
    При подъёме по холму
    нам надо придать энергию мячику,
  • 1:11 - 1:16
    а при скатывании вниз мячик высвобождает
    энергию в окружающую среду.
  • 1:16 - 1:20
    Дыра представляет из себя продукт,
    или результат, реакции.
  • 1:20 - 1:24
    Когда реакция останавливается,
    мячик находится в дыре,
  • 1:24 - 1:27
    и мы получаем наш продукт — воду.
  • 1:27 - 1:31
    Как и в случае со взорвавшейся печкой,
    это — экзотермическая реакция,
  • 1:31 - 1:35
    когда конечная энергия вещества
    меньше его изначальной энергии
  • 1:35 - 1:38
    и разница между ними отдаётся
    окружающей среде
  • 1:38 - 1:40
    в форме света и тепла.
  • 1:40 - 1:43
    Также мы можем воспроизвести
    противоположный тип реакции —
  • 1:43 - 1:45
    эндотермическую реакцию,
  • 1:45 - 1:48
    когда конечная энергия
    больше изначальной.
  • 1:48 - 1:52
    Именно этого мы старались достичь,
    пытаясь испечь наш торт.
  • 1:52 - 1:55
    Внешнее тепло от печки изменит
    химическую структуру
  • 1:55 - 1:59
    яичных белков и разных веществ в масле.
  • 1:59 - 2:01
    Вот что такое энтальпия.
  • 2:01 - 2:02
    Как вы догадываетесь,
  • 2:02 - 2:07
    вероятность экзотермических реакций
    выше, чем эндотермических,
  • 2:07 - 2:10
    поскольку они требуют
    меньше энергетических затрат.
  • 2:10 - 2:14
    Но существует другой независимый фактор,
    который помогает реакциям:
  • 2:14 - 2:15
    энтропия.
  • 2:15 - 2:18
    Энтропия — это мера
    химической непредсказуемости.
  • 2:18 - 2:22
    Вот, например, огромная пирамида,
    сделанная из мячиков для гольфа.
  • 2:22 - 2:25
    Упорядоченная структура пирамиды
    означает, что у неё низкая энтропия.
  • 2:25 - 2:28
    Если пирамида развалится,
    то будет настоящий хаос,
  • 2:28 - 2:30
    повсюду запрыгают мячики,
  • 2:30 - 2:34
    да так, что некоторым удастся
    перепрыгнуть через холм.
  • 2:34 - 2:37
    Этот сдвиг к нестабильности,
    или к большей энтропии,
  • 2:37 - 2:40
    способствует возникновению реакций.
  • 2:40 - 2:43
    Как и с мячиками для гольфа,
  • 2:43 - 2:48
    этот переход позволяет
    некоторым реагирующим веществам
  • 2:48 - 2:51
    перепрыгнуть барьер и начать реакцию.
  • 2:51 - 2:54
    Действие энтальпии и энтропии
    можно наблюдать в походе
  • 2:54 - 2:57
    при разжигании костра
    для приготовления обеда.
  • 2:57 - 2:58
    Спичка даёт достаточно энергии
  • 2:58 - 3:02
    для активации экзотермической
    реакции горения,
  • 3:02 - 3:06
    превращая высокоэнергетический
    материал древесины
  • 3:06 - 3:09
    в углекислый газ и воду,
    обладающие меньшей энергией.
  • 3:09 - 3:14
    Энтропия также помогает реакции
    и ускоряет её протекание,
  • 3:14 - 3:16
    так как аккуратно сложенные полена
  • 3:16 - 3:22
    превращаются в беспорядочно движущиеся
    водяной пар и углекислый газ.
  • 3:22 - 3:24
    Энергия, выделяемая этой
    экзотермический реакцией,
  • 3:24 - 3:28
    тратится на эндотермическую реакцию
    приготовления обеда.
  • 3:28 - 3:30
    Приятного аппетита!
Title:
Что запускает химическую реакцию? — Карим Джарра
Description:

Смотреть полную версию: http://ed.ted.com/lessons/what-triggers-a-chemical-reaction-kareem-jarrah

Химические соединения находятся повсюду, и химические реакции между ними выглядят по-разному: от ржавчины на ложке до взрыва на кухонной плите. Почему эти реакции вообще происходят? Карим Джарра отвечает на этот вопрос, рассматривая две основополагающие силы, которые управляют как эндотермическими, так и экзотермическими реакциями, — энтальпию и энтропию.

Урок — Карим Джарра, анимация — Flaming Medusa Studios Inc.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
03:46

Russian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.