What triggers a chemical reaction? - Kareem Jarrah

ما الذي يحفز تفاعل كيميائيا ؟ - كريم جراح

المترجم: Mazen Draou المدقّق: Abderrahman Ait-Ali

You know how sometimes you go to bake a cake

تعرف كيف أحياناً عندما تريد أن تخبز كعك

but your bananas have all gone rotten,

لكن الموز الخاص بك قد فسد,

your utensils have rusted,

وأدواتك قد صدئت

you trip and pour all of your baking soda into the vinegar jug,

وقد تتعثر وتسكب كل صودا الخبز في وعاء الخل

and then your oven explodes?

ثم ينفجر فرنك؟

My friend, you and your chemical reactions have fallen victim to enthalpy and entropy

صديقي, انت وتفاعلاتك الكيميائية قد وقعتم ضحية للإنتالبيا والأنتروبيا

and, boy, are they forces to be reckoned with.

ويا ولد كيف يمكنك الإستهانة بهذه القوى!

Now, your reactants are all products.

الآن متفاعلاتك كلها أصبحت نواتج

So, what are these "E" words, and what's their big idea?

إذاً, ما هي هذه الكلمات التي تبدأ ب E وما هي قصتهم؟

Let's start with enthalpy,

دعونا نبدأ بالإنتالبيا

an increase or decrease of energy during a chemical reaction.

وهي إرتفاع أو إنخفاض في الطاقة خلال تفاعل كيميائي

Every molecule has a certain amount of chemical potential energy

كل جزيئة لها كمية محدودة من الطاقة الكيميائية المحتملة

stored within the bonds between its atoms.

مخزنة في الروابط بين ذراتها.

Chemicals with more energy are less stable,

كلما زادت طاقة المواد الكيميائية كلما قل إستقرارها

and thus, more likely to react.

لذا فإنها تميل للتفاعل.

Let's visualize the energy flow in a reaction,

دعونا نتصور تدفق الطاقة في تفاعل كيميائي

the combustion of hydrogen and oxygen, by playing a round of crazy golf.

إحتراق الهيدروجين مع الأوكسجين من خلال لعب جولة غولف جنونية.

Our goal is to get a ball, the reactant, up a small rise

هدفنا أن نوصل الكرة "المتفاعلات" لقمة صغيرة

and down the other much steeper slope.

ومن ثم لتنحدر في منحدر أكبر.

Where the hill goes up, we need to add energy to the ball,

عندما تصعد التلة فنحن بحاجة لإضافة طاقة للكرة

and where it goes down, the ball releases energy into its surroundings.

لكن عندما تهبط فإن الكرة ستحرر طاقة منها لمحيطها

The hole represents the product, or result of the reaction.

الحفرة تمثل الناتج عن التفاعل.

When the reaction period ends, the ball is inside the hole,

عندما تنتهي فترة التفاعل تكون الكرة في الحفرة

and we have our product: water.

ويصبح لدينا الناتج وهو الماء.

This, like when our oven exploded, is an exothermic reaction,

هذا وكمثل الإنفجار الذي حدث لفرنك هو تفاعل ناشر للحرارة

meaning that the chemical's final energy is less than its starting energy,

بمعنى أن الطاقة النهائية للمركب الناتج أقل من طاقتها البدئية

and the difference has been added to the surrounding environment

والفرق بينهما قد إنتشر إلى البيئة المحيطة

as light and heat.

كضوء وحرارة.

We can also play out the opposite type of reaction,

يمكننا أيضاً ان نقوم بالتفاعل المعاكس

an endothermic reaction,

وهو التفاعل الماص للحرارة

where the final energy is greater than the starting energy.

حيث تكون الطاقة النهائية أكبر من البدئية.

That's what we were trying to achieve by baking our cake.

وهذا ما كنا نحاول أن نفعله بطهونا للكعك.

The added heat from the oven would change the chemical structure

الحرارة الصادرة من الفرن ستغير البنية الكيميائية

of the proteins in the eggs and various compounds in the butter.

لبروتينات البيض والمركبات المختلفة الموجودة في الزبدة.

So that's enthalpy.

إذا هذه هي الإنتالبيا.

As you might suspect,

كما قد تعتقد,

exothermic reactions are more likely to happen than endothermic ones

فإن التفاعلات الناشرة للحرارة أكثر قابلية للحدوث من الماصة للحرارة

because they require less energy to occur.

لأنها تحتاج طاقة اقل حتى تحدث.

But there's another independent factor that can make reactions happen:

لكن هنالك عامل آخر مستقل يمكن أن يجعل التفاعلات تحدث

entropy.

الإنتروبيا.

Entropy measures a chemical's randomness.

الإنتروبيا تقيس مدى عشوائية المركبات الكيميائية

Here's an enormous pyramid of golf balls.

هذا هرم ضخم من كرات الغولف.

Its ordered structure means it has low entropy.

بنيته المنتظمة تعني أن لديه إنتروبيا قليلة.

However, when it collapses, we have chaos everywhere,

على كل حال, عندما ينهار سيكون لدينا فوضى في كل مكان

balls bouncing high and wide.

كرات تقفز هنا وهناك

So much so that some even go over the hill.

بشكل كبير إلى درجة أن بعضها قد يصعد فوق التل

This shift to instability, or higher entropy,

هذا التحول لعدم الإستقرار أو الإنتروبيا العالية

can allow reactions to happen.

يمكن أن يسمح لبعض التفاعلات بالحدوث.

As with the golf balls, in actual chemicals

كما حدث للكرات, قد يحدث في التفاعلات الحقيقية

this transition from structure to disorder gets some reactants past the hump

هذا الإنتقال من الإنتظام لعدمه يمّكن بعض المركبات من عبور التلة

and lets them start a reaction.

ويقودها لتبدأ التفاعل.

You can see both enthalpy and entropy at play

يمكنك أن ترى حدوث كلّاً من الإنتالبيا والأنتروبيا

when you go to light a campfire to cook dinner.

عندما تشعل النار في المخيم لتطهو العشاء

Your match adds enough energy

إن عيدان الثقاب تضيف طاقة كافية

to activate the exothermic reaction of combustion,

لتنشط تفاعل احتراق ناشر للحرارة

converting the high-energy combustible material in the wood

محولةً المواد المحترقة ذات الطاقة العالية في الخشب

to lower energy carbon dioxide and water.

إلى ثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء ذوي الطاقة المنخفضة

Entropy also increases and helps the reaction along

الإنتروبيا ترتفع أيضاً وتساعد طوال حدوث التفاعل

because the neat, organized log of wood

لأن الجذع الخشبي المنتظم

is now converted into randomly moving water vapor and carbon dioxide.

تحول إلى ذرات بخار الماء وثنائي أوكسيد الكربون تتحرك بعشوائية.

The energy shed by this exothermic reaction

الطاقة المنتشرة بواسطة هذا التفاعل الناشر للحرارة

powers the endothermic reaction of cooking your dinner.

يزود التفاعل الماص للحرارة بالطاقة حتى تتمكن من طهو عشائك

Bon appétit!

بالصحة والعافية!