Otras carreras Química caótica.

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Hola a todos!
Esta pregunta en principio es de Química, pero también está relacionada con la Termodinámica, pido disculpas si esta pregunta debería estar en otro sitio...

Bueno, estoy planteándome hacer un trabajo sobre el caos en la Química y estudiar las reacciones oscilantes, en especial la de Belousov-Zhabotinski (BZ) y la de Briggs-Rauscher (BR). Este tipo de reacciones son aquellas que después de finalizar la reacción, el sistema vuelve a su estado inicial y comienza de nuevo la reacción, es decir oscilan.
El trabajo consistiría en relacionar este tipo de reacciones con la teoría del caos (incluyendo los atractores extraños que se reconstruyen de los datos experimentales de la reacción) y la violación de la segunda ley de la Termodinámica.
Este es el punto que no comprendo, y pido vuestra ayuda. Leí que este tipo de reacciones espontáneas se acercan a su punto de equilibrio mientras pierden la energía libre de Gibbs, si bien, no la violaría ya que estas leyes no se cumplen lejos del punto de equilibrio.
¿Me podríais explicar un poco la pérdida dela energía libre de Gibbs y por qué no está permitida la oscilación en torno al punto de equilibrio?

Muchísimas gracias!

[natanael]

Re: Química caótica.

Increíble!, realmente increible!, nunca pesé que existiera eso, ahora si es verdad que me voy al volver loco perguntandome como rayos sucede esto, realmente no se nada de química, pero he quedado loco, he buscado información, he visto ya unos videos y sencillamente es sorprendente, yo pensaba que las reacciones químicas sea que liberen o nó energía siempre llegarían a un estado de equilibrio, y solo este podría desequilibrarse inyectandole energía externa al sistema... pero ésto!.

Tal vez mi interez llegue hasta tal punto como para responderte la pregunta. Pero por ahora estoy es , .

[aLFRe]

Re: Química caótica.

Este es el punto que no comprendo, y pido vuestra ayuda. Leí que este tipo de reacciones espontáneas se acercan a su punto de equilibrio mientras pierden la energía libre de Gibbs, si bien, no la violaría ya que estas leyes no se cumplen lejos del punto de equilibrio.

En una reacción química se alcanza el equilibrio cuando la concentración de los reactivos y productos
no depende del tiempo.
Hace muchos años se descubrió que de la misma forma que sucede la transformación reactivos -> productos,
también sucede la inversa productos -> reactivos cada una con una velocidad
y que ese equilibrio sucede cuando las velocidades de ambas se igualan.

En Termodinámica se caracteriza el estado de equilibrio de un sistema que puede evolucionar
como áquel que hace extremal a un potencial termodinámico - compatible con las ligaduras impuestas al sistema -
En el caso de las reacciones químicas - suceden a presión constante - el potencial que se hace extremal - mínimo -
es la energía libre de Gibbs como Vd. ha dicho.

Sin embargo esas dos - creo - son un ejemplo de reacciones químicas oscilantes.
Para que se produzcan - en este caso - el sistema tiene que estar alejado - y bastante - del equilibrio.
El proceso completo se puede escribir como un conjunto de reacciones
y da la casualidad de que hay que considerar no sólo reactivos y productos
sino unas especies intermedias cuya concentración es muy pequeña y que varía poco - o permanece constante - en el tiempo
- en general pueden propiciar una acción o inhibirla -

Hecho todo esto... escribir las ecuaciones
hay que escribir las de la velocidad a la que se crea un determinado compuesto
y resulta que están acopladas.

En 1974 Field y Noyes hacen un modelo matemático de esta reacción
al que - como trabajaban en la Universidad de Oregón - llaman Oregonator.

El trabajo consistiría en relacionar este tipo de reacciones con la teoría del caos (incluyendo los atractores extraños que se reconstruyen de los datos experimentales de la reacción) y la violación de la segunda ley de la Termodinámica.

Una vez leidos los artículos tendrá un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias acopladas
- cuando estas ecuaciones no dependen explícitamente del tiempo, el sistema es autónomo -
y podría ser interesante encontrar los puntos fijos de este sistema.
Habría mucho más pero como hace mucho tiempo que me contaron esto en clase y como no lo he vuelto a mirar posiblemente meta la pata

Saludos.

Una forma de analizar estos sistemas de ecuaciones es

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Re: Química caótica.

Muchísimas gracias aLFRe, la verdad es que me has aclarado perfectamente los conceptos de Termodinámica que no comprendía muy bien y el proceso de reacción (sobre todo tener en cuenta las especies intermedias cuya concentración es muy pequeña).
Como esta pregunta la plantee hace bastante tiempo, me he estado informando bastante y ya he visto algo del programa Oregonator, aunque creo que este es un modelo matemático que responde a la reacción de Belousov-Zhabotinsky, no a la Briggs-Rauscher, que es la que estudiaré con más profundidad.
Estuve también leyendo el modelo matemático, pero debido a mi nivel, aún no he dado ecuaciones diferenciales, así que no comprendí mucho.
Bueno, Hidromagnetismo, veo que te ha parecido interesante el tema. Te animo a que sigas leyendo sobre él, es fascinante la verdad
De nuevo, gracias.
Saludos!