Dynamique des réactions atmosphériques

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

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L'atmosphère nous protège du soleil et cette protection est due, entre autres, à la couche d'ozone. La couche d'ozone se trouve à 19-48 km de la Terre, dans la stratosphère, et est due à sa forte concentration d'ozone.

L'ozone est une molécule formée de trois atomes d'oxygène qui se forme dans la stratosphère elle-même. Ces derniers temps, cependant, les niveaux d'ozone dans la stratosphère diminuent considérablement en raison des molécules générées par l'action humaine. En fait, la vitesse d'extinction de l'ozone s'est accélérée et donc plus d'ozone disparaît de ce qui est généré. Ils visent donc à clarifier les détails des réactions entre l'ozone et ces molécules.

C'est précisément dans le département de chimie physique de la faculté de pharmacie de Vitoria-Gasteiz que l'on étudie la dynamique des réactions chimiques. Les chercheurs ont étudié la réaction entre le radical OH et le chlorure d'hydrogène (HCl), entre autres. Cette réaction produit de l'eau (H2O) et des atomes de chlore (Cl), le chlore étant l'un des agents les plus importants pour l'élimination de l'ozone.

D'autre part, la réaction entre les atomes de chlore (Cl) et le méthane (CH4) a été étudiée, une réaction qui neutralise les atomes de chlore et protège donc l'ozone.

Dynamique moléculaire des réactions chimiques

La vitesse des réactions dans l'atmosphère doit être libérée selon les forces. En fait, dans l'atmosphère il n'y a pas d'équilibre thermique et on ne peut pas appliquer cinétique pour étudier la vitesse des réactions, comme la vitesse d'extinction de l'ozone. Ces réactions doivent être analysées à travers la dynamique moléculaire, c'est-à-dire libérées en fonction de l'énergie de choc des molécules, de l'énergie de rotation et de l'énergie de vibration.

Dans l'analyse dynamique, tout d'abord, toutes ces énergies sont représentées dans une fonction mathématique: la surface d'énergie potentielle, PES (Potential Energy Surface). Cette fonction mathématique dépend de l'énergie potentielle et de la position des atomes.

Ensuite, une fois connue cette surface d'énergie potentielle, les chercheurs simulent des chocs intermoléculaires. Pour ce faire, on sélectionne une énergie initiale, une orientation et une vitesse pour les molécules. Ensuite, l'équation des forces de Newton est appliquée et la vitesse de réaction, l'état énergétique des produits, l'état de vibration des molécules sont libérés des simulations, etc.

Ces simulations doivent être effectuées dans des conditions de millions de principe et, en outre, il faut noter que, en fonction de ces conditions initiales, dans certains cas, les atomes réagiront et dans d'autres pas.

Pour cela, ils utilisent un superordinateur virtuel à la Faculté de Vitoria. Le superordinateur est composé de centaines d'ordinateurs de campus qui travaillent ensemble pour libérer les variables de recherche pendant la nuit.

Les résultats qui seront finalement obtenus sont fondamentaux dans la chimie de la combustion, de l'astrophysique, des études interestielles et de la recherche spatiale, et, bien qu'elles semblent des réactions simples, elles ont une grande importance, par exemple, dans la formation et l'extinction de l'ozone.

• Titre du projetStructure électronique, dynamique et cinétique des réactions polyatomiques.
• Objectif Développer des méthodes informatiques théoriques pour la recherche des réactions bimoléculaires polyatomiques intervenant dans les processus atmosphériques.
• Chercheur principal Ernesto García Para.
• Groupe de RechercheM. Martínez, C. Sanchez, A. Saracibar.
• Département Chimie Physique.
• • Pharmacie (Faculté des sciences environnementales)
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