Dinámica das reaccións atmosféricas

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

• Unibertsitateak
• Klima

A atmosfera protéxenos do Sol e esta protección débese, entre outras cousas, á capa de ozono. A capa de ozono atópase a 19-48 km da Terra, na estratosfera, e débese á súa elevada concentración de ozono.

O ozono é una molécula formada por tres átomos de osíxeno que se forma na propia estratosfera. Nos últimos tempos, con todo, os niveis de ozono na estratosfera están a diminuír notablemente debido ás moléculas xeradas pola acción humana. De feito, a velocidade de extinción do ozono acelerouse e, por tanto, desaparece máis ozono do que se xera. Por iso, pretenden aclarar os detalles das reaccións entre o ozono e estas moléculas.

Precisamente no Departamento de Química Física da Facultade de Farmacia de Vitoria-Gasteiz está a investigarse a dinámica das reaccións químicas. Os investigadores estudaron a reacción entre o radical OH e o cloruro de hidróxeno (HCl), entre outros. Esta reacción produce auga (H2O) _{e átomos de} cloro (Cl), sendo o cloro uno dos axentes máis importantes paira a eliminación do ozono.

Doutra banda, investigouse a reacción _entre os átomos de cloro (Cl) e o metano (CH4), una reacción que neutraliza os átomos de cloro e por tanto protexe o ozono.

Dinámica molecular das reaccións químicas

A velocidade das reaccións na atmosfera debe ser liberada segundo as forzas. De feito, na atmosfera non hai equilibrio térmico e non se pode aplicar cinética paira investigar a velocidade das reaccións, como a velocidade de extinción do ozono. Estas reaccións deben ser analizadas a través da dinámica molecular, é dicir, liberadas en función da enerxía de choque das moléculas, a enerxía de xiro e a enerxía de vibración.

Na análise dinámica, en primeiro lugar, todas estas enerxías represéntanse nunha función matemática: a superficie de enerxía potencial, PES (Potential Energy Surface). Esta función matemática depende da enerxía potencial e da posición dos átomos.

A continuación, una vez coñecida esta superficie de enerxía potencial, os investigadores simulan choques intermoleculares. Paira iso selecciónase una enerxía inicial, una orientación e una velocidade paira as moléculas. A continuación aplícase a ecuación de forzas de Newton e libéranse das simulacións a velocidade de reacción, o estado enerxético dos produtos, o estado de vibración das moléculas, etc.

Estas simulacións débense realizar nunhas condicións de millóns de principio e, ademais, hai que ter en conta que, en función destas condicións iniciais, nuns casos os átomos reaccionarán e noutro non.

Paira iso utilizan un supercomputador virtual na Facultade de Vitoria. O supercomputador está composto por centos de computadores do campus que traballan xuntos paira liberar as variables que investigan durante a noite.

Os resultados que finalmente se van a obter son fundamentais na química da combustión, a astrofísica, os estudos interestiales e a investigación espacial, e, aínda que parecen reaccións sinxelas, teñen una gran importancia, por exemplo, na formación e extinción do ozono.

• Título do proyectoEstructura
  electrónica, dinámica e cinética das reaccións poliatómicas.
• Obxectivo Desenvolver
  métodos teóricos computacionales paira a investigación das reaccións bimoleculares poliatómicas que interveñen nos procesos da atmosfera.
• Investigador Principal Ernesto
  García Paira.
• Grupo de InvestigaciónM.
  Martínez, C. Sánchez, A. Saracibar.
• DepartamentQuímica
  Física.
• • Farmacia
  (Facultade de Ciencias Ambientais)
• •