Jak przyspieszyć reakcję chemiczną (i znaleźć partnera na tańce)

Randki licealistów i reakcje chemiczne są skomplikowane, ale mogą mieć więcej wspólnego, niż się wydaje. Poznaj pięć sposobów na zwiększenie szybkości reakcji, które mogą ci pomóc znaleźć partnera do tańca!

Autorem lekcji jest Aaron Sams, animacja: Cognitive Media

Pełna wersja lekcji: http://ed.ted.com/lessons/how-to-speed-up-chemical-reactions-and-get-a-date

(Muzyka)

Oto nasza chemiczka Harriet.

Przeprowadza reakcję
i chciałaby ją przyspieszyć.

Chemicy mają do dyspozycji kilka sposobów

na zwiększenie szybkości reakcji,

a Harriet zna pięć.

Żeby je sobie przypomnieć,
wraca myślą do czasów,

kiedy chodziła do liceum

i dnia, kiedy spotkała chłopca,
z którym poszła na tańce.

Harriet uczyła się w czasie przerwy.

Tak się zaczytała,
że dzwonek ją zaskoczył.

Nie wiedziała, że Harold, który był
tuż za rogiem, też się spóźnia.

Oboje pobiegli do klasy

i przypadkiem wpadli na siebie.

A wpadli na siebie ze sporą siłą.

Zderzyli się tak gwałtownie, że Harold
wytrącił Harriet książki z rąk.

- Przepraszam - powiedział.
- Pomogę ci je pozbierać.

Był tak miły, że pomógł
jej pozbierać rzeczy,

a potem uprzejmie zaproponował,
że odprowadzi ją na lekcję.

Jak myślicie, kto potem
poszedł razem na tańce?

Tak, ci dwoje.

Jak widać na tym przykładzie,

kluczem do znalezienia partnera na tańce

jest na niego wpaść i wytrącić mu książki.

Pewnie już wiecie, że nie każde
zderzenie skutkuje randką,

na szczęście.

Zderzenie musi spełniać
dwa ważne warunki: po pierwsze,

zderzający się muszą być tak położeni
w przestrzeni, żeby wytrącić książki,

a po drugie, muszą się zderzyć
z dostatecznie dużą siłą.

Niedługo po tym zdarzeniu

Harriet opowiedziała o nim mnie,
swojemu nauczycielowi chemii.

Zauważyłem ciekawe podobieństwa

między jej opowiadaniem,
a kinetyką chemiczną,

której uczyła się właśnie
tamtego dnia na korytarzu.

Postawiliśmy przed sobą dwa zadania.

Harriet postanowiła pomóc uczniom

i chemikom zapamiętać,
jak przyspieszyć reakcje,

a ponieważ jestem sympatyczny,
wziąłem sobie za cel

stworzenie w szkołach warunków

do zderzeń z upuszczaniem książek,

co zwiększy szanse przyszłych chemików

na zdobycie partnera do tańca.

Żeby zwiększyć prawdopodobieństwo
znalezienia partnera,

proponuję wprowadzić
we wszystkich szkołach pięć zmian,

odpowiadających znanym Harriet
sposobom na przyspieszenie reakcji.

Po pierwsze, zwężenie korytarzy.

To utrudni poruszanie

i zwiększy liczbę zderzeń.

Zwiększając liczbę zderzeń,
zwiększamy prawdopodobieństwo,

że zderzający się będą
odpowiednio skierowani

i wpadną na siebie na tyle mocno,
żeby się umówić.

W chemii odpowiada to

zmniejszeniu naczynia reakcyjnego
albo objętości reagującej mieszaniny.

Kiedy to zrobimy,
cząsteczki będą bliżej siebie

i zajdzie więcej zderzeń.

Więcej zderzeń zwiększa
prawdopodobieństwo,

że w niektórych energia i konfiguracja
reagentów będą odpowiednie.

Po drugie, proponuję
zwiększyć liczbę uczniów.

Więcej uczniów to więcej zderzeń.

Dzięki większej liczbie
cząsteczek do zderzania

zderzenia będą zachodzić częściej.

Po trzecie, trzeba skrócić przerwy.

Nawet o połowę.

Uczniowie będą musieli
szybciej przechodzić z klasy do klasy.

Dzięki zwiększeniu prędkości
zderzenia będą zachodziły

z dostateczną siłą, żeby zapewnić
upuszczenie książek.

Analogią byłoby podgrzanie
mieszaniny reakcyjnej.

W wyższej temperaturze
cząsteczki poruszają się szybciej.

Szybsze cząsteczki to więcej energii,

więc większe prawdopodobieństwo,
że zderzenie wywoła reakcję.

Po czwarte, uczniowie
nie mogą chodzić stadami.

W ten sposób uczniowie z zewnątrz grupy

nie pozwalają tym w środku
z nikim się zderzać.

Kiedy się rozdzielą,
każdy będzie odsłonięty

i inni uczniowie będą mogli
się z nim zderzyć.

Kiedy cząsteczki zbijają się w stada,

tylko cząsteczki z powierzchni
mogą się zderzać, a jest ich mało.

Ale kiedy rozbijemy grudkę na cząsteczki,

zwiększamy pole powierzchni,

na której mogą zachodzić reakcje.

Po piąte i ostatnie, zatrudnimy swatkę.

Czy te zderzenia nie są zbyt gwałtowne?

Może dałoby się znaleźć partnera,
nie zużywając tyle energii?

Tu przyda się swatka.

Swatka ułatwia parze skuteczne spotkanie.

Nasza swatka przypomina katalizator.

W chemii katalizatory
obniżają energię aktywacji,

to znaczy zmniejszają ilość energii
potrzebnej do zapoczątkowania reakcji.

Przysuwają cząsteczki do siebie

i ustawiają je w przestrzeni tak,
żeby się spotkały

w odpowiedni sposób i mogły zareagować.

Podsumujmy:

kiedy przyszły chemik szuka
partnera na tańce,

musi się z kimś zderzyć
i wytrącić książki.

A kiedy chemik chce przeprowadzić reakcję,

cząsteczki muszą się zderzyć
w odpowiedniej konfiguracji,

z dostatecznie dużą energią.

Oba te procesy można przyspieszyć
pięcioma metodami, które opisałem.