Моделирование химических реакций -Памагите!!!!

[Физик]

Здравствуйте!
Очень понравился Ваш сайт в смысле информации...
У меня следующий вопрос-
можно ли без реального эксперимента (без всяких колб и пробирочек и прочего) осуществить компьютерное моделирование химической реакции (кафедра химии в моём вузе так себе, там нет хороших спектрографов для определения продуктов реакции).
Процесс довльно сложный касается так называемого синтез газа,
я прекрасно понимаю какими методами можно осуществить данное моделирование (динамический метод Монте-Карло, метод молекулярной динамики, и конечно поиграться с изотермой Ленгмюра и прочее), но не будет ли это не более чем компьютерная химера мало имеющая отношение к реальным химическим процессам. Предупреждаю сразу я читал статьи господина Самарского о том какая прекрасная вешь компьютерное моделирование...) полностью согласен , но иногда реальность преподносит разные "сюрпризы" . Из разговоров с нашими химиками , я понял что моделирование имеет право на существование, но можно ли осуществлять моделирование без осуществления реальных опытов мной. Прошу Вас помочь мне в этом вопросе.

[Zomber]

Возможно, следует прежде всего определиться с целью, ради которой затевается моделирование.
Еси сея цель - разработать конкретный технологический, например, процесс, связанный с химическим превращением синтез-газа, тады одним моделированием тут, вероятно, не обойтися буит. Моделирование в таких вещах - ето лишь один из многих необходимых способов изучения процесса, определения или уточнения его харакетристик, путей рационализации.
Еси цель моделирования - решение частных задач, связанных с хим. превращением синтез-газа, например, оценка возможности и степени протекания определенной побочной реакции, определение стабильности продуктов или промеж. веществ, тады есть шанс, что одного лишь моделирования может хватить, чтобы реалистично описать систему. Но принципиальное положение - сколь бы красиво ни выглядела модель и ни была она навротистной, критерием ее правильности служит эксперимент (опыт).

Вывод )) : осуществить моделирование без проведения опытов можно в принципе (на то оно и моделирование). Вероятность того, что модель будет правильно отражать действительность тем меньше, чем сложнее модель.

Ето лишь мое скромное мнение )

[Serge]

как раз наоборот - чем сложнее модель, тем лучше она описывает.. Но тогда ее нманого сложнее считать, часто вообще невозможно.

[Физик]

Да это моделирование целого процесса.
Сначала у нас идёт так называемая хемосорбция на катализаторе (куда уж без них проклятых- ну тут вопрос можно решить взяв катализато из справочников, да ещё структура поверхности катализатора это такое....., что делаем какое то допущение , ну сами понимаете), потом на кактализаторе идет крекинг термический, причём важно выдержать температуру чтобы крекинг шел на поверхности а не в газовой фазе сажа не нужна., далее на эту вешь садится гад тоже типа хемосорбция , затем происходит взаимодействие этих двух веществ и происходит десорбция.., при этом надо не допустить образование всяких там спиртов, ароматических углеводородов и проче...короче , что делать я прямо и не знаю можно это всё замоделировать и замочить различного рода предположениями и допущениями, но на защите это может и не прокатить... Поэтому прошу Вас уважаемые химики скажите как на Ваш взгляд при этом кратком описании нажно илир нет сделать эксперимент или нет. Ещё подскажите может есть какая книжка хорошая на этот счёт...

[carlsten]

Ну ты блин сказал: "...так называемого синтез газа".

Дружок, а тебе известно, что в зависимости от того какой для этого процесса взять катализатор, на выходе получишь или только метанол, или только легкие (C1-C5) углеводороды, или преимущественно ароматические углеводороды?

как интересно ты собираешься это учесть?

"...но можно ли осуществлять моделирование без осуществления реальных опытов мной." да, русский у тебя просто супер.

но у меня другой вопрос,а чего ты собственно хочешь от этой реакции? по моему все давно уже известно и коммерчески эксплуатируется.

[Физик]

Да знаю, что от выбора катализатора зависят продукты... Насчёт всяких опытов и экспериментов тьму книжек прочитал... И от этого то и появилась какая то мондражная мысль об эксперименте.
За русский уж простите.

[Petrovich]

Осуществить конечно можно, только есть одно НО: надо химию знать и довольно неплохо, да плюс математику. Компьютерное моделирование, конечно, вещь хорошая и нужная, но во- первых: надо программу эту саму изучить, где и в какой последовательности "кликать" и т.п., а во-вторых: если в химии "плаваешь" больше, чем школьный курс из нее не выжмешь. По-этому и учатся на химика-технолога на химических факультетах:)
Если это надо для курсовой работы и данный процесс давно используется в производстве могу посоветовать другой путь. С-Петербург город не маленький и там есть куча библиотек среди них объязательно должна быть Государственная научно-техническая библиотека России (или филиал или может чуть по другому она называется) это "кладбище" патентов, всяких ноу-хау и прочее. Идешь туда тратишь 2-3 дня на поиски. Если повезет и найдешь то, что искал можно использовать это, как основу для своих компьютерных экспериментов, или можно за так преподу "впарить". Только косметический "декор" и здесь не помешает, мало ли может ты не первый будешь такой умный и сообразительный. Сам однажды так попался.

[Физик]

Насчёт библиотек это интересная мысль, особенно по патентам поиск- спасибо, но данная штука не покатит т.к в патентах много иногда всякой тьмы-некоторые изобретатели суки пишут всё довльно темно. В библиотеке поганой просиживаю уже довольно давно, химию наверное довльно не плохо изучил:). А математику только высшую без всякой херни мне читали 7 семестров и потом и в процессе утюжили всякими приложениями так что математику знаю наверное не плохо, но у меня цель сделать компьютерное моделирование химической реакции с реальными результатами... Вот так.

[Zomber]

Физик, а ты при моделировании именно программить будешь? Если да, то на каком языке? )
А то интересно, как там етакие модели вообще делаются. Я вот в общих чертах химию и прогинг на Delphi представляю, но до моделирования еще как-то не доходил (не требовалось или не дорос...)

[Физик]

насчёт программирования, это кому каокй язык нравится или учил, можно в принципе и в Matlab, или чём то похожем сварганить Maple Mathematica и прочяя легко доступная програмная лабуда... Насчёт математической реализации то это системы всяких ДУ которые перед этим надо линеаризовать, задать различные критерии ну короче смотрите курс вышки где было про решение всяких там ду. численно ду решаются различными вариациями метода сеток (другого ничего особо нет для прикладных решений или может я не знаю поправьте).
А так самое лучшее писать программу на С (не важно каком но лучше под Unix быстрее считает сука, а то если много уравнений можно и в запой на пару дней уйти а потом прийти и посмотреть результаты ).
Короче почти все процессы моделируются системами ДУ далее эту красатулечку решаем (на компьютере) метедом сеток, язык лучше Си, но можно Фортран, или Ада это если много вычислений а так можно использовать всё что нравится)))). Так всё таки скажите можно или нет обойтись без эксперимента?????????

[Cherep]

Физик, скажи пожалуста...
на сколько я понимаю, в инженерной практике цель моделирования - оптимизация чего либо. Грубо говоря - или колическтва продукта с тонны (к примеру) компонентов или цены или ещё чегонить. Собственно, что приследует ваша цель? )
Далее, как мне показалось, народ по-разному понял термин "моделирование".
Значение № 1.
Мы обладаем информацией о куче массивов физико-химических свойств. Как то Теплоёмкости (и пр. фих св-ва, которых может быть не один десяток) как индивидуальных веществ так и смесей реагентов и продуктов, энтальпий, констант равновесия, констант скоростей реакций. Так же подразумевается что мы имеем представление о закономерности и стехиометрии протекания реакций (не одного десятка) и естесственно знаем какие продукты на какой стадии.
Что мы хотим? Мы хотим удешевить процесс или мы хотим поставить новую единицу оборудования или мы хотим наоборот повысить выход побочного продукта. Такого рода многотоннажными пооцессами занимались не отдельные кафедры, а целые НИИ. И многотоннажную установку рассчитать и запустить - не хрен собачий. Но компьютерное моделирование процесса в этом плане живёт *** знает сколько лет и очень даже помогает:lol: Во многих химико-технологических институтах есть факультет кибернетики химических производств
Если вы имели ввиду возможно ли именно такое моделирование я отвечаю "да". Я занимался немного в студенческие годы довольно простыми процессами да и то притянутыми за уши для цели обучения. Использовал Mathcad. На МатЛаб меня не хватило... Наверняка есть софт более профессиональный.
Вот... нужные уравнения ищутся в книжках в библиотеке в каталоге посвещённом общей химической технологии.

Значение № 2.
Мы хотим получить информацию о физико-химических свойствах или этих присловутых закономерностях протекания реакции. Вот, блин...извините, но от размера, формы, марки, партии и ещё хрен знает какого свойства катализатора распределение продуктов реакции в эксперименте иногда подчиняется туманной закономерности... мать её.
Мне кажется проблематичным компьютерное моделирование геторогенно катализируемой химической реакции - другими словами рассчёт на компьютере её константы скорости. Эти константы определяют только ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО. Ибо, ИМХО, возникнут определённые трудности в квантово-химическом описании таких каталитических процессов. Если я не прав - не бейте меня сильно. Катализаторов - тьма!!! А константу равновесия наверное так рассчитать можно. А константу скорости знать надо. Это и тепловыделение в единицу времени и вязкость-плотность-теплоёмкость-хрен-знает-что-ещё смеси компонетов... В конце концов ну не пойдёт ваша реакция и всё тут, а по термодинамике должна идти. В итоге пойдёт другая реакция. И усё.
Если вы спрашивали про эту сторону моделирования, то я осторожно, чтоб сильно не били говорю "врядли".

Если туманно изложил - простите - 3 часа ночи. Да... на инженера химика учатся 5.5 лет. Всётаки химию немного надо знать, чтоб понимать что считаешь... но это ИМХО

[Cherep]

вот ещё что. 99.9 % что
с точки зрения химии эта реакция известна до мелочей и технологически обсосана со всех сторон.
и правы те кто отсылает вас к патентам
Но вы правы железобетонно: патент - тёмный лес.

[Cherep]

ой чёрт, невнимательно читал
Там и Зомбер примерно тоже самое сказал что и я но более коротко.

взаимодействие этих двух веществ и происходит десорбция.., при этом надо не допустить образование всяких там спиртов, ароматических углеводородов и проче...короче , что делать я прямо и не знаю можно это всё замоделировать и замочить различного рода ...

Значит ты имел ввиду моделирование процесса )
я в предидущем постинге говорил про кинетику. Поинмаешь, на одних катализаторах одни реакции на других другие. Взаимодействия на поверхности катализатора определяет эту селективность. Боюсь, ничё тут не рассчитать квантами. Нужно смотреть в патентах какие марки катализаторов использовали. И брать все данные по кинетике оттуда. А вот там оно определялось ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО.
Книжка может помочь чтото типа "(Химия и?) Технология основного органического и нефтехимического синтеза". Авотор - Лебедев.
Так ты наверное найдешь информацию о стадии взаимодействии веществ то есть сколько чего РЕАЛЬНО получилось на поверхности
А сорбцию-десорбцию-диффузию ты видимо хорошо знаешь как описывать

[Zomber]

А во было бы здорово поглядеть, как поведут себя, скажем, куча молекул CO и H2, если исходить из принципа наименьшей энергии, данных по геометрии молекул и т.п.
Мечта...

[Физик]

А Вы не мечтайте попробуте (интересно сколька времени уёдёть на это ) наверное если рассматривать число частиц около Na то можно очень долго ждать....... Хотя это если мыслить с позиции нынешней науки что ли А это сами понимаете вешь мало надежная ....Как я знаю очень малое число частиц сейчас смогут моделировать (технические и математические а главнре умственные трудности). Кстати обошелся кажется без эксперимента (по случаю откопал таки в родном университет отчёт по экспериментам с похожими условиями ну и сделал тест....короче вроде всё сошлось...)...Спасибо Вам Химики. Тут читал даже по случаю речугу какой то тётки Химика тоже называется Вы только представьте "Химия и изобилие" за литературность перевода не ручаюсь. Короче из её речи следует все мы химикам по гроб должны. До свидание химики..... Может когда и увидимся в жизни но не будем знать , что до этого общались (иногда жаль а иногда нет ) Всё прощайте ...........

[Гость]

а дурень Череп вчера ему писАл большой ответ...