Šta pokreće hemijsku reakciju? - Karim Džara (Kareem Jarrah)

Pogledajte celu lekciju: http://ed.ted.com/lessons/what-triggers-a-chemical-reaction-kareem-jarrah

Hemikalije su u svemu što vidimo, i reakcije među njima mogu da izgledaju kao sve od rđe na kašici do eksplozije na vašoj ringli. Ali zašto se ove reakcije uopšte dešavaju? Karim Džara odgovara na ovo pitanje tako što ispituje dve pokretačke sile koje stoje iza endotermičkih i egzotermičkih hemijskih reakcija - entalpija i entropija.

Lekcija: Karim Džara; animacija: Flaming Medusa Studios Inc.

Znate kako nekada
krenete da napravite tortu

ali su vam sve banane istrulile,

escajg je zarđao,

sapletete se i prospete
svu sodu bikarbonu u posudu sa sirćetom

i onda vam eksplodira rerna?

Prijatelju, ti i tvoje hemijske reakcije
žrtve ste entalpije i entropije

i druže moj, to su sile
na koje treba računati.

Svi tvoji reaktanti su proizvodi.

Šta su onda te reči na slovo "e"
i šta one znače?

Počnimo s entalpijom,

to je povećanje ili smanjenje energije
tokom hemijske reakcije.

Svaki molekul ima određenu količinu
potencijalne hemijske energije

koja se skladišti unutar veza
Između njegovih atoma.

Hemikalije sa više energije
su manje stabilne

i stoga manje sklone reakcijama.

Prikažimo tok energije u reakciji,

sagorevanje vodonika i kiseonika,
uz partiju ludog golfa.

Naš cilj je da reaktankt, loptu,
dovedemo do malog uzvišenja

i spustimo niz dosta strmiju liticu.

Tamo gde brdo ide nagore,
moramo lopti da dodamo energije

a tamo gde se brdo spušta,
lopta ispušta energiju u svoje okruženje.

Rupa predstavlja proizvod,
ili rezultat reakcije.

Kada se završi period reakcije,
lopta je unutar rupe

li imamo svoj proizvod - vodu.

Kao kod naše rerne koja je eksplodirala,
ovo je egzotermička reakcija,

što znači da je finalna
energija hemikalije manja od početne

a razlika je dodata u okruženje

u obliku svetlosti i toplote.

Takođe možemo prikazati
suprotan tip reakcije,

endotermičku reakciju,

gde je finalna energija veća od početne.

To smo pokušali da postignemo
pečenjem naše torte.

Dodatna toplota iz rerne
bi izmenila hemijsku strukturu

proteina i jaja
i raznih jedinjenja u puteru.

To je entalpija.

Kao što biste pretpostavili,

egzotermičke reakcije se lakše
dešavaju od endotermičkih

jer je za njihovo dešavanje
potrebno manje energije.

Ali postoji još jedan nezavisni faktor
od kojeg se dešavaju reakcije:

entropija.

Entropija meri nasumičnost hemikalije.

Evo ogromne piramide
od loptica za golf.

Njena uređena struktura
znači da ima nisku entropiju.

Ipak, kada se sruši,
svuda imamo haos,

loptice lete na sve strane.

Čak toliko da neke od njih
pređu preko brda.

Prelaz na ovu nestabilnost,
ili višu entropiju,

dozvoljava da se dese reakcije.

Kao i kod loptica za golf,
kod pravih hemikalija

ovaj prelaz od strukture do nereda
prebaci neke reaktante preko brda

i dozvoljava im da pokrenu reakciju.

Možete videti
i entalpiju i entropiju na delu

kada krenete da upalite logorsku vatru
da biste napravili večeru.

Vaša šibica daje dovoljno energije

da aktivira egzotermičku
reakciju sagorevanja

i prebaci zapaljivi, visokoenergetski
materijal u drvetu

na ugljen-dioksid i vodu
sa manje energije.

Entropija takođe uvećava reakciju
i pomaže joj da se dešava

jer je zgodno, organizovano parče drveta

sada pretvoreno u isparenje vode
i ugljen-dioksida koji se kreću nasumično.

Energija koja se ispušta u ovoj
egzotermičkoj reakciji

napaja endotermičku reakciju
s kojom se kuva večera.

Prijatno!