Προσοχή στην παιδεία

3.1 Γενικά για τη χημική κινητική και τη χημική αντίδραση - Ταχύτητα αντίδρασης

Κάθε χρόνο τέτοιες μέρες γίνεται μια εκτίμηση πώς και πόσοι φοιτητές θα εισαχθούν στα ανώτατα και ανώτερα εκπαιδευτικά ιδρύματα με αφορμή την ανακοίνωση του υπουργείου Παιδείας για τον αριθμό των εισακτέων ανά σχολή. Η χημεία μεταξύ άλλων καλείται να δώσει απάντηση στο βασικό ερώτημα, πόσο γρήγορα και από ποιους παράγοντες επηρεάζεται η ταχύτητα μιας αντίδρασης. Λίγο νωρίτερα το ίδιο υπουργείο είχε ανακοινώσει πως η εισαγωγή φέτος θα γίνει με την προϋπόθεση ότι οι εξεταζόμενοι θα πετύχουν τουλάχιστον τη βάση, που είναι το δέκα. Την απάντηση στο θέμα αυτό δίνει ο κλάδος της χημείας, χημική κινητική. Τι πιο φυσικό, θα έλεγε κανείς. Η χημική κινητική μεταξύ των άλλων μελετά την πορεία της αντίδρασης, δηλαδή τα βήματα που ακολουθεί η αντίδραση, ώστε τα αντιδρώντα να μεταβούν στα προϊόντα. Όμως, στην Ελλάδα δεν ισχύουν πάντοτε τα προφανή, για πολλούς και ευνόητους λόγους. Τα βήματα αυτά ονομάζονται στοιχειώδεις αντιδράσεις ή ενδιάμεσα στάδια και το σύνολό τους αποτελεί το μηχανισμό της αντίδρασης.

ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΤΗ ΣΕΛΙΔΑ 2

Arrhenius. Σουηδός χημικός. Η θεωρία του σχετικά με τη διάσταση των ηλεκτρολυτών ήταν καρπός της διδακτορικής του διατριβής, η οποία σχεδόν απορρίφθηκε από τους εξεταστές του. Αργότερα, η θεωρία αυτή βραβεύτηκε με το Νόμπελ Χημείας το 1903. Σήμερα είναι γνωστός κυρίως από την εξίσωση που φέρει το όνομα του και η οποία συσχετίζει την ταχύτητα μιας αντίδρασης με τη θερμοκρασία.

Προσοχή στην παιδεία

Έχει υπολογιστεί, σύμφωνα με την κινητική θεωρία των αερίων, ότι σε αέρια όγκου 1L σε STP συνθήκες γίνονται περίπου 1032 συγκρούσεις μορίων το δευτερόλεπτο.

Το επίπεδό της, από κάθε άποψη, μηδέ της εκπαιδευτικής ποιότητας των φοιτητών εξαιρουμένης, είναι χαμηλό

ΣΧΗΜΑ 3.1 Για να γίνει η αντίδραση NO+Cl2 [pic] NOCl + Cl θα πρέπει τα αντιδρώντα μόρια να έχουν το σωστό προσανατολισμό και την κατάλληλη ταχύτητα. α: αποτελεσματική β: μη αποτελεσματική σύγκρουση.

ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗ ΣΕΛΙΔΑ 1 Να παρατηρήσουμε ότι μια χημική εξίσωση, όπως π.χ. 2H2(g) + O2(g) [pic] 2H2O(l) ΔΗ = -572 kJ, μας πληροφορεί για την ανακατανομή ύλης και ενέργειας που λαμβάνει χώρα.

Πολλοί φοβούνται ότι θα είναι μεγάλος ο αριθμός των εξεταζόμενων που δεν θα πετύχουν τη βάση και έτσι οι υποψήφιοι δεν θα μπορέσουν να σταδιοδρομήσουν σε πανεπιστημιακή καριέρα και αρκετές ελληνικές πόλεις, στις οποίες λειτουργούν εκπαιδευτικά ιδρύματα, δεν θα απολαύσουν την οικονομική ενίσχυση που συνεπάγεται η παραμονή των σπουδαστών σε αυτές.

Στο παράδειγμα, 2 mol H2(g) αντιδρούν με 1 mol O2(g) σχηματίζοντας 2 mol H2O(l), ενώ παράλληλα ελευθερώνεται θερμότητα 572 kJ. Η χημική εξίσωση, όμως, δεν μας παρέχει κανένα στοιχείο, ούτε για την ταχύτητα, ούτε για το μηχανισμό της αντίδρασης.

Το θέμα μας απασχόλησε και προσφάτως και αναρωτηθήκαμε πώς είναι δυνατόν ακόμη και δημοτικοί άρχοντες να αδιαφορούν για την ποιότητα των σπουδαστών μπροστά στο τοπικό οικονομικό όφελος.

Η χημική κινητική αντλεί τα δεδομένα που χρειάζεται όχι από τη μορφή της εξίσωσης, αλλά από πειραματικές μετρήσεις, όπως είναι π.χ. ο προσδιορισμός της ποσότητας του εκλυόμενου αέριου προϊόντος σε συνάρτηση με το χρόνο.

Η απάντηση είναι εύκολη και παραπέμπει στην οικονομική καχεξία και στον υψηλό βαθμό ανεργίας που ταλανίζει την ελληνική ύπαιθρο.

Υπάρχουν αντιδράσεις που γίνονται ακαριαία και που δύσκολα μπορούμε να παρακολουθήσουμε την πορεία τους, όπως π.χ. η καύση του προπανίου: C3H8(g) + 5O2(g) [pic] 3CO2(g)+ 4H2Ο(g)

Αλλά αυτό είναι άλλο θέμα.

Άλλες, πάλι, πραγματοποιούνται σε χιλιάδες χρόνια, όπως οι γεωλογικές μεταβολές.

Το ενδιαφέρον στην προκειμένη περίπτωση είναι αν και πότε η πολιτεία, αλλά και οι πολίτες ως κοινωνικές μονάδες θα αποφασίσουν για την αναβάθμιση αυτού που λέμε ανώτερη και ανώτατη παιδεία.

Εκτός απ’ αυτές, τις ακραίες περιπτώσεις, υπάρχουν αντιδράσεις που γίνονται σχετικά αργά, δηλαδή, σε χρόνους που επιτρέπουν τη μελέτη τους.

Έχει μεγάλη σημασία εκεί που έφθασαν σήμερα τα πράγματα.

Τέτοιες αντιδράσεις είναι για παράδειγμα η διάσπαση του ΗI: 2HJ(g) [pic] H2(g) + I2(g) ή η εστεροποίηση: CH3COOH(l)+CH3OH(l) [pic] CH3COOCH3(l)+ H2O(l).

Το επίπεδο της παιδείας από κάθε άποψη, μηδέ της εκπαιδευτικής ποιότητας των φοιτητών εξαιρουμένης, είναι χαμηλό.

Ωστόσο, να παρατηρήσουμε, ότι πολλά από τα θέματα που εξετάζει η χημική κινητική γίνονται ευκολότερα κατανοητά αν στηριχτούμε στη θεωρία των συγκρούσεων.

Ίσως πολλοί γονείς, αγκυλωμένοι σε στερεότυπα του παρελθόντος, να επιδιώκουν πάση θυσία το παιδί τους να εισαχθεί στο πανεπιστήμιο, ακόμη και χωρίς εξετάσεις, και από κει και πέρα βλέπουμε.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, που πρότεινε ο Arrhenius το 1889, για να αντιδράσουν δύο μόρια πρέπει να συγκρουστούν αποτελεσματικά.

Κάποτε θα τελειώσει.

Να έχουν δηλαδή, την κατάλληλη ταχύτητα και το σωστό προσανατολισμό.

Έτσι που λειτουργούν σήμερα τα πανεπιστήμια, έχουν δίκαιο.

Αποτέλεσμα αυτής της σύγκρουσης είναι να «σπάσουν» οι αρχικοί δεσμοί των μορίων (αντιδρώντων) και να δημιουργηθούν νέοι (των προϊόντων).

Αν κάποιος ενδιαφερόμενος εγγραφεί στο πανεπιστήμιο, κάποτε θα τελειώσει, έστω και μετά δέκα ή είκοσι χρόνια.

Η ελάχιστη τιμή ενέργειας, που πρέπει να έχουν τα μόρια, ώστε να αντιδράσουν αποτελεσματικά, ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης

Είναι το φαινόμενο των καλούμενων αιώνιων φοιτητών.

Όταν δύο αέρια αναμιχθούν σε ένα δοχείο, τότε ο αριθμός των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων είναι τεράστιος.

Είναι, όμως, αυτό που επιζητά σήμερα η ελληνική ανώτατη εκπαίδευση;

Απ’ αυτές έχει υπολογιστεί ότι μόνο το 1/108 είναι αποτελεσματικές συγκρούσεις.

Όχι φυσικά.

Για να γίνει μια χημική αντίδραση Α [pic] Β χρειάζεται ένα ελάχιστο ποσό ενέργειας, που ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης.

Στα χάλια που έχει σήμερα η παιδεία μας σε κάθε βαθμίδα της, κάποια βάση εισαγωγής, υποστηρίζουν οι μεν, είναι αναγκαία.

Σύμφωνα με μια άλλη θεωρία, τη θεωρία της μεταβατικής κατάστασης, για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση θα πρέπει να σχηματιστεί κατά τη σύγκρουση των αντιδρώντων ένα ενδιάμεσο προϊόν.

Τουλάχιστον αυτοί που θα εισαχθούν θα είναι καλύτεροι από κάποιους άλλους.

Το προϊόν αυτό απορροφά την ενέργεια ενεργοποίησης και ονομάζεται ενεργοποιημένο σύμπλοκο.

Ειρήσθω εν παρόδω, και με αυτό το σύστημα τα σχόλια που ακούγονται για τους εισαγόμενους φοιτητές από τους πανεπιστημιακούς δασκάλους δεν είναι καθόλου κολακευτικά.

ΣΧΗΜΑ 3.2 Για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση θα πρέπει τα αντιδρώντα μόρια να έχουν μια ελάχιστη τιμή ενέργειας (ενέργεια ενεργοποίησης, Εa).

Υπάρχουν, όμως, και οι εκείνοι που λένε πως η ανώτερη και ανώτατη παιδεία πρέπει να είναι ανοικτή σε κάθε ενδιαφερόμενο και μέσα στα εκπαιδευτικά ιδρύματα να ελέγχονται αυστηρά για τις γνώσεις τους οι φοιτητές. Όποιος πιστεύει ότι μπορεί να λειτουργήσει έτσι το ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα πλανάται πλάνην οικτράν. Η ιστορία με τους σπουδαστές των ΤΕΙ Θεσσαλονίκης και άλλες γαργαλιστικές υποθέσεις σε ανώτατα ιδρύματα μαρτυρούν του φόβου το αληθές. Μήπως οι γονείς πρέπει να σκεφθούν λίγο πιο σύνθετα το μέλλον των παιδιών τους;