How to speed up chemical reactions (and get a date) - Aaron Sams

化学反応を早め(てデートにこぎつけ)る方法

翻訳: Moe Shoji 校正: Tomoyuki Suzuki

(音楽)

こちらは化学者のハリエット

Meet our chemist, Harriet.

She has a chemical reaction that needs to occur more quickly.

化学反応が早く進めばいいのにと 思っています

A chemist has some processes at her disposal

反応を早めるのに役立つ方法が

that can help her speed up her reaction,

いくつか存在し 彼女は

and she knows of five ways.

５つ知っています

And to remember them,

その方法を思い出そうと

she thinks back to her days as a high school student,

彼女はダンスの相手を見つけた

and the day she got a date for the dance.

高校時代のある日に 思いをはせます

ハリエットは高校の授業の合間に 勉強していました

Harriet was in high school, studying between classes.

She had lost track of time and was going to be late to class.

時間を忘れるうちに 授業に遅れそうになりました

Unbeknownst to her,

ハロルドもすぐそこで遅れそうなのを 彼女は知る由もありません

Harold, who was just around the corner, was running late, too.

They both sprinted to class

２人は授業へと走りだし

and, as it happened, sprinted directly into one another.

たまたまお互いに衝突してしまいました

Now, this was no small collision.

ちょっとぶつかったどころではありません

They ran squarely into one another in such a way

まともにぶつかったので 手にしていた本も落としてしまったほどです

that he knocked the books right out of her hand.

「ごめんよ　本を拾うよ」 と彼は言いました

"I'm sorry," he said. "Let me help you with your books."

He kindly helped her re-collect her belongings,

ハロルドは彼女の持ち物を 拾うのを手伝って

and politely offered to walk her to class.

親切に授業まで彼女を送りました

その年のダンスパーティーに 誰が一緒に行ったと思いますか？

And you'll never guess who went together to the dance later that year.

そう その２人です

Yup, those two.

So as we can see from this example,

この例からわかるように

ダンスパーティーの相手を見つけるには

the key to getting a date for the dance is to collide with someone

誰かとぶつかって 本を落とさせればいいのです

and knock the books out of their hands.

ぶつかればさえ ダンスの相手に なるわけではないことにはお気づきでしょう

Now, you're probably already aware

that not all collisions lead to dates for the dance,

ありがたいことにね

thankfully.

２つの条件を満たす衝突が必要です

The collisions must have two important characteristics:

１つ目は 正しい方向であること

One, correct orientation that allows books to be knocked from one's hands;

そして２つ目は 十分なエネルギーがあること

and two, enough energy to knock the books out.

この事件のすぐ後に

Shortly after this incident,

Harriet decided to tell me, her chemistry teacher, all about it.

ハリエットは化学の教師である私に すべて話してくれました

I noticed some interesting parallels

彼女の話と

between her story and chemical reaction rates,

化学反応速度は似ていました

which happened to be what she was studying in the hallway

これは ちょうど彼女が廊下で 勉強していた内容だったのです

the day of the collision.

私たちは一緒に２つの作戦を練りました

Together, we decided to set out on two missions.

Harriet wanted to help all chemistry students and chemists

ハリエットは化学を学ぶ生徒や化学者が

remember how to speed up the rate of chemical reactions

化学反応を加速する方法を 覚える手助けをしたいと考え

and I, being the nice guy that I am,

私は 人がいいもので

decided to make it my mission to help create educational environments

本を落としてしまう衝突がもっと起こり

in which more book-dropping collisions can take place

未来の化学者がダンスの相手を

to increase future chemists' chances of getting a date for the dance.

見つけられる確率の高い

教育環境を作ることにしました

In order to facilitate this improved dance-date-getting process,

効率的なダンスの相手探しを 推し進めるために

I propose five changes to all schools

化学反応を加速する

that parallel Harriet's five ways to increase chemical reaction rates.

ハリエットの５つの方法にならった ５つの変革を学校に提案しました

まず 廊下を狭くすること

First, I propose that we shrink the size of the hallways.

This will make it more difficult to safely navigate the hallways

そうすると廊下を安全に進むことが 容易でなくなり

and will cause more collisions than in larger hallways.

広い廊下よりも衝突が 起こりやすくなります

衝突の回数が増えれば

And by increasing the number of collisions,

we increase the likelihood

ダンスの相手につながるような 正しい方向と十分なエネルギーを持った

that some of those collisions will have the correct alignment

衝突が起こる確率が増えます

and enough energy to create a date to the dance.

さて 化学的に言えば これは

Now, chemically speaking,

this is equivalent to lowering the volume of a reaction vessel

反応器の容積や 溶媒の体積を減らすことです

or a reaction mixture.

それにより 個々の分子は接近し

In doing so, the individual particles are closer together,

and more collisions will occur.

より多くの衝突が起こります

衝突が多ければ

More collisions means a greater likelihood

適切なエネルギーと配置をもった 衝突がずっと起こりやすくなります

that collisions with the appropriate energy and configuration will happen.

２つ目に 学校の生徒数を 増やすことを提案します

Second, I propose increasing the overall population of the school.

生徒が多ければ 衝突も多くなります

More students equals more collisions.

衝突する可能性のある分子の 数を増やすことで

By increasing the number of particles available for collision,

より多くの衝突が起こりうる環境を 作り出すのです

we create an environment where more collisions can take place.

３つ目に 授業の間の休み時間を 短くします

Third, we must reduce the time allowed between classes --

半分にしてしまいましょう

heck, let's just cut it in half.

In doing so, students will need to move more quickly

これにより 生徒は次の授業に もっと急いで移動しなければなりません

to get from one class to the next.

これにより 速度が増し

This increase in velocity will help make sure

collisions have the appropriate amount of energy necessary

衝突によって本が落ちるのに 十分なエネルギーを持つようになります

to ensure book-dropping.

これは反応液の温度を

This is analogous to increasing the temperature of the reaction mixture.

高くするのと同じことです

Higher temperature means particles are moving faster.

より温度が高いと分子は より速く移動します

Faster-moving particles means more energy,

分子が速く移動すると エネルギーを増し

and a greater likelihood of the reaction-causing collision.

衝突時に反応が起こる確率が増すのです

４つ目に 生徒の集団移動を禁止します

Fourth, students must stop traveling in packs.

集団で移動することで 集団の外側にいる生徒たちが

By traveling in packs, the students on the outside of the pack

insulate those in the middle from undergoing any collisions.

衝突時に内側にいる生徒を守っています

それをばらばらにすることによって より多くの生徒がさらけ出されることになり

By splitting up, each student has more area exposed

that is available for a collision from a passing student.

通りすがりの生徒に衝突される 確率が増すのです

When particles travel in packs, the surface area is very small,

分子が集団で移動すると

表面積はとても小さく 外側の分子しか衝突を受けません

and only the outside particles can collide.

However, by breaking up the clumps into individual particles,

しかし かたまりを個々の分子に 分けることで

the total surface area is increased,

全体の表面積は大きくなり

and each particle has an exposed surface that can react.

各分子は反応が起こりうる 表面をさらけ出します

最後の５つ目に 縁結びの仲人を雇います

Fifth and finally, we hire a matchmaker.

Is this colliding and book-dropping too violent?

衝突して本を落とすのは ちょっと荒っぽい？

Is there an easier way to get a date that requires less initial energy?

より少ないエネルギーで 相手を見つける簡単な方法は？

Then a matchmaker will help with this.

そこで縁結びの仲人の出番です

The matchmaker makes it easier for a couple to get together,

仲人が組み合わせを決めることで

by coordinating the match.

カップルが一緒になりやすくなります

化学で言う仲人は触媒です

Our matchmaker is like a catalyst.

触媒によって 活性化エネルギーが低くなります

Chemical catalysts function by lowering the activation energy --

つまり 反応を開始するのに 必要なエネルギーを下げるのです

in other words, by lowering the energy required to start a reaction.

They do this by bringing two particles together

触媒は２つの分子を合わせて

and orienting them correctly in space so that the two can meet

空間に正しく配置するので

at the correct configuration and allow a reaction to take place.

分子は正しい向きで合わさり 反応が起こります

つまり まとめると

So, to sum up: if a future chemist wants a date for the dance,

未来の化学者がダンスパーティーの 相手を見つけたければ

he must collide with another person

誰かにぶつかって 本を落とさせればいいのです

and knock the books out of their hands.

化学者が化学反応を起こしたければ

And if a chemist wants to make a chemical reaction occur,

分子は正しい方向を向いて

the particles must collide in the correct orientation

with an appropriate amount of energy.

適切なエネルギーを持って 衝突しなければなりません

And both of these processes can be accelerated,

私が説明した５つの方法で どちらも速めることができるのです

using the five methods I've described.