What triggers a chemical reaction? - Kareem Jarrah

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

You know how sometimes you go to bake a cake

Vocês sabem como, por vezes, vamos fazer um bolo

but your bananas have all gone rotten,

mas as bananas apodreceram todas,

your utensils have rusted,

os utensílios enferrujaram,

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

passamo-nos e deitamos o fermento na garrafa do vinagre

and then your oven explodes?

e depois o forno explode?

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

Nós e as nossas reações químicas fomos vítimas da entalpia e da entropia

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

e essas são forças diabólicas que devemos ter em consideração.

Now, your reactants are all products.

Os nossos reagentes são produtos.

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

Então, o que são estas palavras que começam por "E"

e o que é que elas pretendem?

Let's start with enthalpy,

Comecemos pela entalpia,

an increase or decrease of energy during a chemical reaction.

o aumento ou diminuição de energia durante uma reação química.

Every molecule has a certain amount of chemical potential energy

Cada molécula tem uma certa quantidade de energia química potencial

stored within the bonds between its atoms.

armazenada nas ligações entre os seus átomos.

Chemicals with more energy are less stable,

Os químicos com mais energia são menos estáveis,

and thus, more likely to react.

e, portanto, mais propensos a reagir.

Let's visualize the energy flow in a reaction,

Vamos visualizar o fluxo de energia numa reação,

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

a combustão de hidrogénio e oxigénio, jogando uma partida de minigolfe.

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

O nosso objetivo é fazer a bola — o reagente — subir uma elevação

and down the other much steeper slope.

e fazê-la descer do outro lado por uma encosta mais íngreme.

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

Onde o monte se eleva, precisamos de dar energia à bola

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

e onde ele desce, a bola liberta energia pelo meio envolvente.

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

O buraco representa o produto, ou resultado da reação.

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

Quando termina o período da reação, a bola está dentro do buraco

and we have our product: water.

e temos o nosso produto; água.

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

Tal como quando o nosso fogão explode, isto é uma reação exotérmica,

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

ou seja, a energia final do químico é menor do que a energia inicial

and the difference has been added to the surrounding environment

e a diferença foi adicionada ao meio envolvente

as light and heat.

sob a forma de luz e calor.

We can also play out the opposite type of reaction,

Também podemos fazer o tipo oposto de reação,

an endothermic reaction,

uma reação endotérmica

where the final energy is greater than the starting energy.

em que a energia final é maior do que a energia inicial.

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

É o que tentamos fazer ao cozer o nosso bolo.

The added heat from the oven would change the chemical structure

O calor acrescentado do forno altera a estrutura química

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

das proteínas dos ovos e dos diversos componentes da manteiga.

So that's enthalpy.

Isso é a entalpia.

As you might suspect,

Como devem desconfiar,

exothermic reactions are more likely to happen than endothermic ones

as reações exotérmicas ocorrem mais frequentemente

do que as endotérmicas

because they require less energy to occur.

porque exigem menos energia para tal.

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

Mas há outro fator independente que pode provocar reações:

entropy.

a entropia.

Entropy measures a chemical's randomness.

A entropia mede o carácter aleatório de um químico.

Here's an enormous pyramid of golf balls.

Esta é uma enorme pirâmide de bolas de golfe.

Its ordered structure means it has low entropy.

A sua estrutura ordenada significa que tem uma entropia baixa.

However, when it collapses, we have chaos everywhere,

Contudo, quando cair, temos caos por toda a parte,

balls bouncing high and wide.

com as bolas a saltar por todos os lados.

So much so that some even go over the hill.

De tal modo que algumas delas até passam por cima do monte.

This shift to instability, or higher entropy,

Esta mudança para a instabilidade, ou entropia mais alta,

can allow reactions to happen.

pode permitir a ocorrência de reações.

As with the golf balls, in actual chemicals

Tal como com as bolas de golfe, também nos químicos

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

esta transição de estrutura para desordem

faz com que alguns reagentes passem a elevação

and lets them start a reaction.

e permitem que eles iniciem uma reação.

You can see both enthalpy and entropy at play

Podemos ver a entalpia e a entropia em ação

when you go to light a campfire to cook dinner.

quando acendemos uma fogueira para cozinhar o jantar.

Your match adds enough energy

O fósforo adiciona energia suficiente

to activate the exothermic reaction of combustion,

para ativar a reação exotérmica de combustão,

converting the high-energy combustible material in the wood

convertendo o material combustível de alta energia no bosque

to lower energy carbon dioxide and water.

em dióxido de carbono de energia mais baixa e água.

Entropy also increases and helps the reaction along

A entropia também aumenta e mantém a reação

because the neat, organized log of wood

porque os troncos de madeira limpos e organizados

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

converteram-se em vapor de água e dióxido de carbono

em movimento aleatório.

The energy shed by this exothermic reaction

A energia produzida por esta reação exotérmica

powers the endothermic reaction of cooking your dinner.

alimenta a reação endotérmica de cozinhar o jantar.

Bon appétit!

"Bon appétit!"