What triggers a chemical reaction? - Kareem Jarrah

Kas izraisa ķīmisku reakciju? — Karēms Džarāhs

Translator: Kristaps Kadiķis Reviewer: Ilze Garda

You know how sometimes you go to bake a cake

Ir gadījies, ka gribi izcept kūku,

but your bananas have all gone rotten,

bet tavi banāni ir sapuvuši,

your utensils have rusted,

virtuves piederumi sarūsējuši,

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

tu pakrīti un iegāz dzeramo sodu etiķa krūkā,

and then your oven explodes?

un tad uzsprāgst plīts?

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

Draugs, tu un tavas ķīmiskās reakcijas

esat krituši par upuri entalpijai un entropijai,

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

un tās nudien ir spēks, ar ko jārēķinās.

Now, your reactants are all products.

Tavi reaģenti ir kļuvuši par produktiem.

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

Kas tie tādi par „E” vārdiem, un kāda ir to lielā jēga?

Let's start with enthalpy,

Sāksim ar entalpiju —

an increase or decrease of energy during a chemical reaction.

enerģijas pieaugumu vai samazinājumu ķīmiskās reakcijas laikā.

Every molecule has a certain amount of chemical potential energy

Katrai molekulai ir noteikts potenciāls ķīmiskās enerģijas daudzums,

stored within the bonds between its atoms.

kas glabājas saitēs starp to atomiem.

Chemicals with more energy are less stable,

Savienojumi ar lielāku enerģiju ir nestabilāki

and thus, more likely to react.

un tādējādi reaģētspējīgāki.

Let's visualize the energy flow in a reaction,

Iztēlosimies enerģijas plūsmu reakcijā —

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

ūdeņraža un skābekļa aizdegšanos, uzspēlējot traku golfa partiju.

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

Mūsu mērķis ir dabūt bumbiņu, reaģentu, kalniņā

and down the other much steeper slope.

un lejā pa daudz slīpāku nogāzi.

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

Tur, kur kalniņš iet augšup, mums bumbiņai jāpievada enerģija,

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

un, kur tas iet lejup, bumbiņa izdala enerģiju apkārtējā vidē.

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

Bedrīte apzīmē produktu jeb reakcijas iznākumu.

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

Reakcijai beidzoties, bumbiņa ir bedrītē,

and we have our product: water.

un mums ir mūsu produkts: ūdens.

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

Šī, gluži kā mūsu plīts sprādziens, ir eksotermiska reakcija,

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

proti, savienojumu beigu enerģija ir mazāka nekā sākuma enerģija,

and the difference has been added to the surrounding environment

un starpība izdalās apkārtējā vidē

as light and heat.

kā gaisma un siltums.

We can also play out the opposite type of reaction,

Mēs varam izspēlēt arī pretēja veida reakciju —

an endothermic reaction,

endotermisku reakciju,

where the final energy is greater than the starting energy.

kur beigu enerģija ir lielāka nekā sākuma enerģija.

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

Tieši to mēs centāmies paveikt, cepot kūku.

The added heat from the oven would change the chemical structure

No krāsns pievadītais karstums izmainītu ķīmisko uzbūvi

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

olu olbaltumvielām un dažādajām sviesta sastāvdaļām.

So that's enthalpy.

Tā tad arī ir entalpija.

As you might suspect,

Kā varbūt jau nojaut,

exothermic reactions are more likely to happen than endothermic ones

lielāka iespēja notikt ir eksotermiskām, nevis endotermiskām reakcijām,

because they require less energy to occur.

jo tām vajag mazāk enerģijas.

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

Taču ir vēl kāds neatkarīgs faktors, kas var izraisīt reakcijas:

entropy.

entropija.

Entropy measures a chemical's randomness.

Entropija mēra ķīmiskā savienojuma nesakārtotību.

Here's an enormous pyramid of golf balls.

Lūk, milzīga golfa bumbiņu piramīda.

Its ordered structure means it has low entropy.

Tās sakārtotā uzbūve nozīmē, ka tai piemīt zema entropija.

However, when it collapses, we have chaos everywhere,

Tomēr, tai sabrūkot, mums visapkārt ir juceklis

balls bouncing high and wide.

un krustu šķērsu lēkājošas bumbiņas.

So much so that some even go over the hill.

Tās lēkā tik ļoti, ka dažas pat tiek pāri kalniņam.

This shift to instability, or higher entropy,

Šī pāreja nestabilitātē jeb augstākā entropijā

can allow reactions to happen.

rada iespēju notikt reakcijām.

As with the golf balls, in actual chemicals

Gluži kā golfa bumbiņām arī ķīmiskajiem savienojumiem

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

šī pārēja no kārtības uz nekārtību daļu reaģentu „uzdzen kalniņā”

and lets them start a reaction.

un ļauj tiem aizsākt reakciju.

You can see both enthalpy and entropy at play

Entalpiju un entropiju darbībā varam redzēt,

when you go to light a campfire to cook dinner.

dodoties iekurt ugunskuru, lai pagatavotu pusdienas.

Your match adds enough energy

Sērkociņš pievada gana enerģijas,

to activate the exothermic reaction of combustion,

lai aizsāktu eksotermisku aizdegšanās reakciju,

converting the high-energy combustible material in the wood

pārvēršot koku — augstas enerģijas uzliesmojošu materiālu —

to lower energy carbon dioxide and water.

mazākas enerģijas oglekļa dioksīdā un ūdenī.

Entropy also increases and helps the reaction along

Entropija arī pastiprina un palīdz reakcijai tās gaitā,

because the neat, organized log of wood

jo [ķīmiski] glīti sakārtotā malkas pagale

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

pārvēršas juceklīgi kustīgajā ūdens tvaikā un oglekļa dioksīdā.

The energy shed by this exothermic reaction

Enerģija, kas izdalās šajā eksotermiskajā reakcijā

powers the endothermic reaction of cooking your dinner.

darbina tavu pusdienu cepšanas endotermisko reakciju.

Bon appétit!

Labu apetīti!