Dinàmica de les reaccions atmosfèriques

2003/07/01 Andonegi Beristain, Garazi - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Unibertsitateak
• Klima

L'atmosfera ens protegeix del Sol i aquesta protecció es deu, entre altres coses, a la capa d'ozó. La capa d'ozó es troba a 19-48 km de la Terra, en l'estratosfera, i es deu a la seva elevada concentració d'ozó.

L'ozó és una molècula formada per tres àtoms d'oxigen que es forma en la pròpia estratosfera. En els últims temps, no obstant això, els nivells d'ozó en l'estratosfera estan disminuint notablement a causa de les molècules generades per l'acció humana. De fet, la velocitat d'extinció de l'ozó s'ha accelerat i, per tant, desapareix més ozó del que es genera. Per això, pretenen aclarir els detalls de les reaccions entre l'ozó i aquestes molècules.

Precisament en el Departament de Química Física de la Facultat de Farmàcia de Vitòria-Gasteiz s'està investigant la dinàmica de les reaccions químiques. Els investigadors han estudiat la reacció entre el radical OH i el clorur d'hidrogen (HCl), entre altres. Aquesta reacció produeix aigua (H?O) _{i àtoms de clor} (Cl), sent el clor un dels agents més importants per a l'eliminació de l'ozó.

D'altra banda, s'ha investigat la reacció _entre els àtoms de clor (Cl) i el metà (CH4), una reacció que neutralitza els àtoms de clor i per tant protegeix l'ozó.

Dinàmica molecular de les reaccions químiques

La velocitat de les reaccions en l'atmosfera ha de ser alliberada segons les forces. De fet, en l'atmosfera no hi ha equilibri tèrmic i no es pot aplicar cinètica per a investigar la velocitat de les reaccions, com la velocitat d'extinció de l'ozó. Aquestes reaccions han de ser analitzades a través de la dinàmica molecular, és a dir, alliberades en funció de l'energia de xoc de les molècules, l'energia de gir i l'energia de vibració.

En l'anàlisi dinàmica, en primer lloc, totes aquestes energies es representen en una funció matemàtica: la superfície d'energia potencial, PES (Potential Energy Surface). Aquesta funció matemàtica depèn de l'energia potencial i de la posició dels àtoms.

A continuació, una vegada coneguda aquesta superfície d'energia potencial, els investigadors simulen xocs intermoleculars. Per a això se selecciona una energia inicial, una orientació i una velocitat per a les molècules. A continuació s'aplica l'equació de forces de Newton i s'alliberen de les simulacions la velocitat de reacció, l'estat energètic dels productes, l'estat de vibració de les molècules, etc.

Aquestes simulacions s'han de realitzar en unes condicions de milions de principi i, a més, cal tenir en compte que, en funció d'aquestes condicions inicials, en uns casos els àtoms reaccionaran i en uns altres no.

Per a això utilitzen un supercomputador virtual en la Facultat de Vitòria. El supercomputador està compost per centenars d'ordinadors del campus que treballen junts per a alliberar les variables que investiguen durant la nit.

Els resultats que finalment s'obtindran són fonamentals en la química de la combustió, l'astrofísica, els estudis interestiales i la recerca espacial, i, encara que semblen reaccions senzilles, tenen una gran importància, per exemple, en la formació i extinció de l'ozó.

• Títol del proyectoEstructura
  electrònica, dinàmica i cinètica de les reaccions poliatòmiques.
• Objectiu Desenvolupar
  mètodes teòrics computacionals per a la recerca de les reaccions bimoleculars poliatòmiques que intervenen en els processos de l'atmosfera.
• Investigador Principal Ernesto
  García Per a.
• Grup d'InvestigaciónM.
  Martínez, C. Sánchez, A. Saracibar.
• DepartamentQuímica
  Física.
• • Farmàcia
  (Facultat de Ciències Ambientals)
• •