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

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TED-Ed


Por favor, faça duplo clique nas legendas em inglês abaixo para reproduzir o vídeo.

Tradutor: Roberto Campos Revisor: Rebeca Vale
(Música)
Conheça nossa química, Harriet.
00:14
Meet our chemist, Harriet.
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14013
1531
00:15
She has a chemical reaction that needs to occur more quickly.
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15568
3358
Ela tem uma reação química que precisa ser acelerada.
00:18
A chemist has some processes at her disposal
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18950
2081
Um químico tem à sua disposição alguns processos
00:21
that can help her speed up her reaction,
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21055
1944
que podem ajudá-lo a acelerar a reação,
00:23
and she knows of five ways.
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23023
1650
e ela conhece cinco maneiras.
00:24
And to remember them,
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24697
1151
E para lembrar-se delas ela relembra seus dias
00:25
she thinks back to her days as a high school student,
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25872
2531
como uma estudante de Ensino Médio,
00:28
and the day she got a date for the dance.
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28427
1979
e o dia em que ela foi convidada para o baile.
Harriet estava no colégio, estudando no intervalo das aulas.
00:31
Harriet was in high school, studying between classes.
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31369
2501
00:33
She had lost track of time and was going to be late to class.
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33894
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Ela perdeu a noção do tempo e iria se atrasar para a aula.
00:36
Unbeknownst to her,
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36813
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Sem ela saber, Harold, que estava logo ali, também estava atrasado.
00:37
Harold, who was just around the corner, was running late, too.
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37994
2927
00:40
They both sprinted to class
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40945
1476
Os dois correram para a aula,
00:42
and, as it happened, sprinted directly into one another.
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42445
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e como aconteceu, os dois correram um contra o outro.
00:45
Now, this was no small collision.
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1779
Agora, não foi uma simples trombada.
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They ran squarely into one another in such a way
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47447
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Eles correram diretamente um no outro, de tal maneira, que os livros dela fugiram a sua mão.
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that he knocked the books right out of her hand.
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"Desculpe-me," ele disse. "Deixe-me ajudá-la com seus livros."
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"I'm sorry," he said. "Let me help you with your books."
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He kindly helped her re-collect her belongings,
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Ele gentilmente ajudou-a a recolher seus pertences,
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and politely offered to walk her to class.
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56981
2023
e educadamente ofeceu-se para acaompanhá-la à sala.
E vocês nunca adivinharão quem acabou indo juntos ao baile, mais tarde, naquele ano.
00:59
And you'll never guess who went together to the dance later that year.
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59028
3389
Sim, os dois.
01:02
Yup, those two.
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1319
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So as we can see from this example,
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64459
1684
Então, como podemos ver nesse exemplo,
o segredo para conseguir um par para o baile
01:06
the key to getting a date for the dance is to collide with someone
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66167
3118
é trombar em alguém e derrubar seus livros.
01:09
and knock the books out of their hands.
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69309
1869
Agora, você provavelmente deve estar ciente que nem toda colisão leva a um encontro no baile,
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Now, you're probably already aware
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that not all collisions lead to dates for the dance,
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Graças a Deus.
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thankfully.
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As colisões devem ter duas importantes características:
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The collisions must have two important characteristics:
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76493
2577
Um, orientação certeira que provoque a queda dos livros de alguém,
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One, correct orientation that allows books to be knocked from one's hands;
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79094
3689
e dois, energia suficiente para derrubá-los.
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and two, enough energy to knock the books out.
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82807
2178
Pouco após esse incidente,
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Shortly after this incident,
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85009
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01:26
Harriet decided to tell me, her chemistry teacher, all about it.
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86419
3032
Harriet decidiu me contar, seu professor de química, tudo sobre o ocorrido.
01:29
I noticed some interesting parallels
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89475
1741
Eu percebi alguns paralelos interessantes
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between her story and chemical reaction rates,
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2161
entre a história dela e a velocidade de reações químicas,
01:33
which happened to be what she was studying in the hallway
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93425
2695
o que, justamente, era o assunto que ela estudava no corredor, no dia da trombada.
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the day of the collision.
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96144
1198
Juntos decidimos realizar duas missões.
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Together, we decided to set out on two missions.
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01:39
Harriet wanted to help all chemistry students and chemists
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2737
Harriet queria ajudar todos os alunos de química
01:42
remember how to speed up the rate of chemical reactions
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2666
e químicos a lembrar como acelerar a velocidade das reações químicas,
01:45
and I, being the nice guy that I am,
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105374
1731
e eu, sendo o bom moço que sou, decidi tornar isto minha missão
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decided to make it my mission to help create educational environments
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para ajudar a criar ambientes educacionais
01:50
in which more book-dropping collisions can take place
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2492
em que mais trombadas que derrubem livros possam ocorrer
01:52
to increase future chemists' chances of getting a date for the dance.
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112939
3719
para aumentar as chances de futuros químicos
conseguirem um par para o baile.
01:56
In order to facilitate this improved dance-date-getting process,
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116682
3294
Para facilitar esse processo melhorado de baile/encontro,
02:00
I propose five changes to all schools
45
120000
1976
Eu proponho cinco mudanças em todas as escolas
02:02
that parallel Harriet's five ways to increase chemical reaction rates.
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122000
3851
que assemelham-se com as cinco maneiras de Harriet para aumentar velocidade de reações.
Primeiro, eu proponho que os corredores sejam mais estreitos.
02:06
First, I propose that we shrink the size of the hallways.
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126454
2889
02:09
This will make it more difficult to safely navigate the hallways
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Isto tornará mais difícil caminhar de maneira segura nos corredores,
02:12
and will cause more collisions than in larger hallways.
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132406
2608
e causará mais trombadas do que em corredores largos.
E aumentando o número de colisões, nós aumentamos a probabilidade
02:15
And by increasing the number of collisions,
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135038
2008
02:17
we increase the likelihood
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de que algumas dessas colisões tenham o alinhamento correto
02:18
that some of those collisions will have the correct alignment
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138340
2889
e energia suficiente para resultar em um encontro no baile.
02:21
and enough energy to create a date to the dance.
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141253
2513
Agora, quimicamente falando, isso é o equivalente
02:23
Now, chemically speaking,
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143790
1200
02:25
this is equivalent to lowering the volume of a reaction vessel
55
145014
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a diminuir o volume de um recipiente ou a mistura de reação.
02:27
or a reaction mixture.
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1289
Ao fazer isso, as partículas ficam mais próximas,
02:29
In doing so, the individual particles are closer together,
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149270
3147
02:32
and more collisions will occur.
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152441
1635
e mais colisões vão ocorrer.
Mais colisões significam uma maior probabilidade
02:34
More collisions means a greater likelihood
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154100
2086
de colisões acontecerem com a energia e configurações apropriadas.
02:36
that collisions with the appropriate energy and configuration will happen.
60
156210
4204
Segundo, proponho aumentar a população geral da escola.
02:40
Second, I propose increasing the overall population of the school.
61
160438
3960
Mais estudantes equivalem a mais colisões.
02:44
More students equals more collisions.
62
164422
2161
Aumentando o número de partículas disponíveis para colisão,
02:47
By increasing the number of particles available for collision,
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167513
2951
nós criamos um ambiente onde mais colisões podem ocorrer.
02:50
we create an environment where more collisions can take place.
64
170488
2960
Terceiro, devemos reduzir o tempo permitido entre as aulas.
02:53
Third, we must reduce the time allowed between classes --
65
173472
2714
Oras, vamos simplesmente reduzi-lo a metade.
02:56
heck, let's just cut it in half.
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176210
1541
02:57
In doing so, students will need to move more quickly
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177775
2445
Ao fazer isso, os estudantes precisarão andar mais rapidamente para ir de uma sala a outra.
03:00
to get from one class to the next.
68
180244
1635
Esse aumento na velocidade irá ajudar a assegurar que as colisões tenham
03:01
This increase in velocity will help make sure
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181903
2129
03:04
collisions have the appropriate amount of energy necessary
70
184056
2730
a quantidade de energia necessária para derrubar os livros.
03:06
to ensure book-dropping.
71
186810
1499
Isto é análogo a um aumento de temperatura
03:08
This is analogous to increasing the temperature of the reaction mixture.
72
188333
3440
da mistura da reação.
03:11
Higher temperature means particles are moving faster.
73
191797
2531
Temperaturas mais altas significam que as partículas se movem mais rápido.
03:14
Faster-moving particles means more energy,
74
194352
2167
Partículas mais rápidas significam mais energia,
03:16
and a greater likelihood of the reaction-causing collision.
75
196543
2985
e uma probabilidade maior de colisão na reação.
Quarto, os estudantes devem parar de andar em grupo.
03:19
Fourth, students must stop traveling in packs.
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199980
3484
Andando em grupos, os estudantes das extremidades
03:23
By traveling in packs, the students on the outside of the pack
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203488
2941
03:26
insulate those in the middle from undergoing any collisions.
78
206453
2943
impedem que os estudantes do meio sofram qualquer colisão.
Separando-os, cada estudante tem mais área exposta
03:29
By splitting up, each student has more area exposed
79
209420
2798
03:32
that is available for a collision from a passing student.
80
212242
2706
que está disponível para trombar em outro estudante.
03:34
When particles travel in packs, the surface area is very small,
81
214972
3192
Quando partículas movem-se juntas,
a área de contato é muito pequena, e apenas as partículas externas colidem.
03:38
and only the outside particles can collide.
82
218188
2351
03:40
However, by breaking up the clumps into individual particles,
83
220563
3040
Entretanto, separando os montes em partículas individuais,
03:43
the total surface area is increased,
84
223627
2184
a superfície total é aumentada,
03:45
and each particle has an exposed surface that can react.
85
225835
2935
e cada partícula tem uma superfície exposta para reação.
Quinto e último, contratamos um cupido.
03:49
Fifth and finally, we hire a matchmaker.
86
229975
2699
03:52
Is this colliding and book-dropping too violent?
87
232698
2275
Esse negócio de trombar e derrubar livros é muito violento?
03:54
Is there an easier way to get a date that requires less initial energy?
88
234997
3484
Há uma maneira mais fácil de arrumar um encontro que necessite menos energia inicial?
03:58
Then a matchmaker will help with this.
89
238505
2080
Então um cupido irá nos ajudar com isto.
04:00
The matchmaker makes it easier for a couple to get together,
90
240609
2880
O cupido torna mais fácil para um casal se juntar
04:03
by coordinating the match.
91
243513
1722
arranjando o encontro.
Nosso cupido é como um catalisador.
04:06
Our matchmaker is like a catalyst.
92
246136
1889
Catalisadores químicos funcionam diminuindo a energia de ativação.
04:08
Chemical catalysts function by lowering the activation energy --
93
248049
3403
Em outras palavras, diminuindo a energia necessária para começar uma reação.
04:11
in other words, by lowering the energy required to start a reaction.
94
251476
3213
04:14
They do this by bringing two particles together
95
254713
2198
Eles fazem isso juntando duas partículas
04:16
and orienting them correctly in space so that the two can meet
96
256935
3449
e orientando-as corretamente no espaço de forma que as duas possam se juntar
04:20
at the correct configuration and allow a reaction to take place.
97
260408
3865
com a configuração correta e permite que a reação aconteça.
Então, para resumir:
04:24
So, to sum up: if a future chemist wants a date for the dance,
98
264297
3039
No futuro, quando um químico quiser um par para o baile,
04:27
he must collide with another person
99
267360
1879
ele precisará trombar em outra pessoa e derrubar os seus livros.
04:29
and knock the books out of their hands.
100
269263
2216
E se um químico quiser que uma reação química ocorra,
04:31
And if a chemist wants to make a chemical reaction occur,
101
271503
2724
as partículas devem colidir de forma correta
04:34
the particles must collide in the correct orientation
102
274251
2508
04:36
with an appropriate amount of energy.
103
276783
1793
com uma quantidade apropriada de energia.
04:38
And both of these processes can be accelerated,
104
278600
2254
E ambos esses processos podem ser acelerados usando os cinco métodos que descrevi.
04:40
using the five methods I've described.
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280878
1912
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