What triggers a chemical reaction? - Kareem Jarrah

Co uruchamia reakcje chemiczne? - Kareem Jarrah

Tłumaczenie: Maria Barć Korekta: Rysia Wand

You know how sometimes you go to bake a cake

Zdarza ci się czasami,

but your bananas have all gone rotten,

że chcesz upiec ciasto,

ale banany się popsuły,

your utensils have rusted,

sztućce pordzewiały,

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

a ty się potykasz

i wsypujesz całą sodę cała do butelki z octem,

and then your oven explodes?

a w końcu kuchenka wybucha?

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

Przyjacielu, razem ze swoimi reakcjami

padłeś ofiarą entalpii i entropii,

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

a z nimi trzeba się liczyć.

Now, your reactants are all products.

Twoje substraty zmieniły się w produkty.

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

Ale co to za słowa na "e"

i o co tu chodzi?

Zacznijmy od entalpii,

Let's start with enthalpy,

an increase or decrease of energy during a chemical reaction.

czyli wzrost lub spadek energii w reakcji chemicznej.

Every molecule has a certain amount of chemical potential energy

Każda cząsteczka magazynuje określoną ilość

chemicznej energii potencjalnej

stored within the bonds between its atoms.

w wiązaniach między atomami.

Chemicals with more energy are less stable,

Cząsteczki, które mają więcej energii,

są mniej stabilne,

and thus, more likely to react.

czyli bardziej skłonne do reakcji.

Let's visualize the energy flow in a reaction,

Pokażmy zmianę energii

w reakcji spalania wodoru w tlenie,

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

grając w minigolfa.

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

Chcemy, żeby piłka, substrat,

przebyła nieduże wzniesienie,

and down the other much steeper slope.

a potem stoczyła się

po znacznie bardziej stromym zboczu.

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

Żeby piłka potoczyła się pod górę,

musimy jej dostarczyć energii,

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

a kiedy się stacza,

uwalnia energię do otoczenia.

Dołek symbolizuje produkt, czyli wynik reakcji.

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

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

Kiedy reakcja się skończy, piłka jest w dołku

i mamy produkt - wodę.

and we have our product: water.

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

Podobnie jak wybuch kuchenki,

jest to reakcja egzotermiczna,

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

czyli że energia produktu jest mniejsza

niż początkowa energia substratu,

and the difference has been added to the surrounding environment

i że różnica rozproszyła się w otoczeniu

as light and heat.

jako światło i ciepło.

We can also play out the opposite type of reaction,

Można też pokazać przeciwstawną reakcję,

an endothermic reaction,

reakcję endotermiczną,

where the final energy is greater than the starting energy.

w której energia na końcu jest większa, niż na początku.

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

To chcieliśmy osiągnąć w przypadku ciasta.

The added heat from the oven would change the chemical structure

Ciepło z piecyka miało zmienić strukturę

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

białka z jajek i różnych związków z masła.

So that's enthalpy.

Już wiesz, co to jest entalpia.

As you might suspect,

Można się domyślić, że reakcje egzotermiczne

exothermic reactions are more likely to happen than endothermic ones

są bardziej prawdopodobne niż endotermiczne,

because they require less energy to occur.

bo wymagają mniej energii.

Ale jest inny, niezależny czynnik,

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

który może uruchamiać reakcje:

entropy.

entropia.

Entropy measures a chemical's randomness.

Entropia mierzy przypadkowość struktur.

Here's an enormous pyramid of golf balls.

Oto wielka piramida ułożona z piłek.

Its ordered structure means it has low entropy.

Jest uporządkowana, czyli ma małą entropię.

However, when it collapses, we have chaos everywhere,

Ale kiedy się rozsypie, mamy jeden wielki chaos.

balls bouncing high and wide.

Piłki odbijają się wszędzie.

So much so that some even go over the hill.

Niektóre przelecą nawet nad górką.

This shift to instability, or higher entropy,

Taka destabilizacja, czyli wzrost entropii,

can allow reactions to happen.

umożliwia zajście niektórym reakcjom.

As with the golf balls, in actual chemicals

Tak jak w przypadku piłek,

kiedy cząsteczki z uporządkowanych stają się chaotyczne,

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

część z nich przeskakuje nad górką

and lets them start a reaction.

i może zareagować.

You can see both enthalpy and entropy at play

Możesz zaobserwować zmiany entalpii i entropii

when you go to light a campfire to cook dinner.

na biwaku, kiedy zapalasz ognisko, żeby ugotować obiad.

Your match adds enough energy

Zapałka uwalnia dość energii,

to activate the exothermic reaction of combustion,

żeby uruchomić egzotermiczną reakcję spalania,

converting the high-energy combustible material in the wood

zmieniającą drewno, paliwo wysokoenergetyczne,

to lower energy carbon dioxide and water.

w dwutlenek węgla i wodę, które mają niższą energię.

Entropy also increases and helps the reaction along

Entropia też wzrasta i pomaga przeprowadzić reakcję,

because the neat, organized log of wood

bo schludna, zorganizowana kłoda

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

zamienia się w chaotyczne cząsteczki

wody i dwutlenku węgla.

The energy shed by this exothermic reaction

Energia uwolniona w tej reakcji egzotermicznej

powers the endothermic reaction of cooking your dinner.

napędza reakcję endotermiczną, która gotuje ci obiad.

Bon appétit!

Smacznego!