What triggers a chemical reaction? - Kareem Jarrah

Điều gì khơi mào một phản ứng hóa học? - Kareem Jarrah

Translator: Radhika Vũ Thanh Vy Reviewer: Tan Doan Nhut

You know how sometimes you go to bake a cake

Một lúc nào đó bạn định nướng bánh

but your bananas have all gone rotten,

nhưng những quả chuối đã bị hỏng,

your utensils have rusted,

các dụng cụ đã bị gỉ,

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

bạn lỡ tay đổ tất cả bột nở vào lọ đựng giấm ăn,

and then your oven explodes?

và sau đó lò nướng của bạn nổ tung?

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

Bạn à, bạn và những phản ứng hoá học đều là nạn nhân của entanpi và entropy

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

và chúng là những đại lượng cần quan tâm.

Now, your reactants are all products.

Bây giờ, tất cả các chất phản ứng là sản phẩm.

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

Vậy thì những từ "E" đấy là gì, và chúng có ý nghĩa gì?

Let's start with enthalpy,

Hãy bắt đầu với Entanpi,

an increase or decrease of energy during a chemical reaction.

sự tăng hay giảm năng lượng trong quá trình phản ứng hoá học.

Every molecule has a certain amount of chemical potential energy

Mỗi phân tử có một lượng thế năng hoá học nhất định

stored within the bonds between its atoms.

dự trữ trong những liên kết giữa các nguyên tử với nhau.

Chemicals with more energy are less stable,

Những hoá chất với nhiều năng lượng hơn thì kém bền hơn,

and thus, more likely to react.

và vì vậy, phản ứng dễ dàng hơn.

Let's visualize the energy flow in a reaction,

Hãy hình dung sự chuyển giao năng lượng trong phản ứng,

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

sự cháy giữa khí hyđrô và ôxy, qua việc chơi một lượt đánh golf.

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

Mục tiêu của chúng ta là đưa quá bóng, chất phản ứng, lên cao một tí

and down the other much steeper slope.

và xuống một sườn dốc hơn.

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

Nơi mà ngọn đồi lên cao, ta cần đưa năng lượng vào quả bóng,

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

và khi nó đi xuống, nó cần phải toả năng lượng ra môi trường xung quanh.

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

Cái lỗ tượng trưng cho sản phẩm, hay kết quả của phản ứng.

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

Khi phản ứng kết thúc, quả bóng đã ở trong cái lỗ,

and we have our product: water.

và chúng ta có sản phẩm: nước.

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

Phản ứng này, như khi lò nướng nổ tung, là một phản ứng toả nhiệt,

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

nghĩa là năng lượng cuối cùng của hoá chất thấp hơn năng lượng ban đầu của chúng,

and the difference has been added to the surrounding environment

và sự chênh lệch đã được đưa vào môi trường xung quanh

as light and heat.

dưới dạng ánh sáng và nhiệt.

We can also play out the opposite type of reaction,

Chúng ta cũng có thể biểu diễn loại phản ứng ngược lại,

an endothermic reaction,

phản ứng thu nhiệt,

where the final energy is greater than the starting energy.

phản ứng mà năng lượng cuối cùng lớn hơn năng lượng bắt đầu.

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

Đó là thứ chúng ta cố gắng đạt được khi nướng bánh.

The added heat from the oven would change the chemical structure

Nhiệt toả ra từ lò nướng sẽ thay đổi cấu trúc hoá học

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

của protein trong trứng và nhiều hợp chất khác trong bơ.

So that's enthalpy.

Đấy là entanpi.

As you might suspect,

Có thể bạn sẽ nghi ngờ,

exothermic reactions are more likely to happen than endothermic ones

liệu rằng phản ứng toả nhiệt có khả năng xảy ra cao hơn phản ứng thu nhiệt

because they require less energy to occur.

bởi vì chúng cần ít năng lượng hơn.

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

Nhưng có một yếu tố độc lập khác có thể làm phản ứng xảy ra:

entropy.

entropy.

Entropy measures a chemical's randomness.

Entropy đo sự vô trật tự của một hoá chất.

Here's an enormous pyramid of golf balls.

Đây là một kim tự tháp to lớn đầy những quả bóng golf.

Its ordered structure means it has low entropy.

Cấu trúc có trật tự của nó có nghĩa là nó có entropy thấp.

However, when it collapses, we have chaos everywhere,

Tuy nhiên, khi nó đổ, chúng ta có sự hỗn loạn khắp mọi nơi,

balls bouncing high and wide.

những quả bóng nẩy lên cao và rộng.

So much so that some even go over the hill.

Vì vậy mà một số thậm chí vượt qua đồi.

This shift to instability, or higher entropy,

Chuyển sang sự kém bền, hay entropy cao hơn,

can allow reactions to happen.

có thể cho phép phản ứng xảy ra.

As with the golf balls, in actual chemicals

Tương tự như những quả bóng golf, trong phản ứng thật

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

sự chuyển đổi này đưa một số chất phản ứng qua đoạn đốc

and lets them start a reaction.

và cho phép phản ứng xảy ra.

You can see both enthalpy and entropy at play

Bạn có thể thấy cả entanpi và entropy

when you go to light a campfire to cook dinner.

khi bạn đốt lửa trại để nấu bữa tối.

Your match adds enough energy

Diêm cung cấp đủ năng lượng

to activate the exothermic reaction of combustion,

để kích hoạt phản ứng cháy toả nhiệt,

converting the high-energy combustible material in the wood

chuyển đổi vật liệu dễ cháy với năng lượng cao trong gỗ

to lower energy carbon dioxide and water.

thành khí cacbonic và nước với năng lượng thấp hơn.

Entropy also increases and helps the reaction along

Entropy cũng làm tăng tốc độ và giúp phản ứng xảy ra

because the neat, organized log of wood

bởi vì những khúc gỗ được xếp ngay ngắn

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

bây giờ được chuyển thành hơi nước và khí cacbonic di chuyển vô trật tự.

The energy shed by this exothermic reaction

Năng lượng từ phản ứng toả nhiệt này

powers the endothermic reaction of cooking your dinner.

được dùng cho phản ứng thu nhiệt trong khi nấu bữa tối.

Bon appétit!

Chúc ngon miệng!