Memkatalizo

En kemia kinetiko, memkatalizo estas la fenomeno, dum kiu aro de kemiaj reakcioj katalizas sin (aŭ unu la alian).

Priskribo

Ordinare, kemia reakcio, ekz.

$\alpha A+\beta B\leftrightarrows \sigma S+\tau T$,

ne katalizas sin, kaj la dinamikon de la reakcio priskribas la jena lineara ordinara diferenciala ekvacio:

$\dot{[}A]=-\alpha k_{+}[A{]}^{\alpha }[B{]}^{\beta }+\alpha k_{-}[S{]}^{\sigma }[T{]}^{\tau }$

$\dot{[}B]=-\beta k_{+}[A{]}^{\alpha }[B{]}^{\beta }+\beta k_{-}[S{]}^{\sigma }[T{]}^{\tau }$

$\dot{[}S]=\sigma k_{+}[A{]}^{\alpha }[B{]}^{\beta }-\sigma k_{-}[S{]}^{\sigma }[T{]}^{\tau }$

$\dot{[}B]=\tau k_{+}[A{]}^{\alpha }[B{]}^{\beta }-\tau k_{-}[S{]}^{\sigma }[T{]}^{\tau }$

en kiu $k_{+}$ kaj $k_{-}$ estas konstantoj de rapideco. La ekvacio havas unikan stabilan fikspunkton ĉe

$k_{+}[A{]}^{\alpha }[B{]}^{\beta }=k_{-}[S{]}^{\sigma }[T{]}^{\tau }$.

En memkataliza reakcio, ekz.

$A+B\leftrightarrows 2B$,

la diferencialaj ekvacioj de dinamiko estas nelineara:

$[\dot{A}]=-k_{+}[A][B]+k_{-}[B{]}^2$

$[\dot{B}]=+k_{+}[A][B]-k_{-}[B{]}^2$.

En tia nelineara sistemo, eblas pluraj fikspunktoj aŭ stabilaj cikloj (krom la limigo pro la dua leĝo de termodinamiko).

Kemia sistemo, kies memkatalizo kaŭzas stabilajn ciklojn, nomiĝas kemia horloĝo.

Historio

La unua konata ekzemplo de memkataliza cikla reakcio estis malkovrita de W. C. Bray en 1921. Poste, Belusov malkovris la faman reakcion de Belusov-Ĵabotinskij en 1951.

Referencoj

• Ŝablono:Citaĵo el gazeto