Reducción del numero de variables en un modelo para la reacción de NH3 + O2 sobre Pt(533)

MATÍAS RAFTI, A. ALBESA,C. LANCIONI, G. MEDINA Y J.L. VICENTE

Villa Carlos Paz, Cordoba

Congreso; 97ma Reunion de la Asociación Física Argentina; 2012

AFA

La reacción de oxidación catalítica de amoníaco resulta de interés industrial dado su uso, por ejemplo, en la síntesis de ácido nítrico a través del proceso de Ostwald. Su estudio experimental en condiciones de alto vacío y con catalizadores idealizados como lo son los monocristales de Platino ha recibido gran atención en las últimas décadas, no sólo por el obvio potencial para la mejora de los procesos industriales, si no también por el descubrimiento de variadas estructuras disipativas y patrones espacio-temporales en amplios rangos de los parámetros de control (presión de los reactivos y temperatura). Las herramientas desarrolladas en el campo de la dinámica no-lineal fueron aplicadas con éxito a este tipo de sistemas. El primer paso consiste en, mediante el cálculo o la estimación de las constantes de velocidad de los procesos elementales, establecer un modelo numérico que reproduzca la evolución temporal de las velocidades de reacción globales y los cubrimientos de las especies intermediarias. Por ejemplo, los pasos de adsorción y pérdida del primer H del amoníaco, las expresiones de los pasos elementales y las velocidades de esos procesos se pueden expresar del modo siguiente:               NH3(g) + sitio → NH3(ads)                           v1=k1 x Qs x PNH3             NH3(ads) + sitio → NH2(ads) + H(ads)        v2=k2 x QNH3 x Qs ? k-2 x QNH2 x QH   El modelo cinético actualmente aceptado para la reacción de oxidación de amoníaco sobre Pt(533), involucra la evolución temporal de siete especies intermediarias, lo que obliga a la resolución de 7 ecuaciones diferenciales ordinarias acopladas. En el presente trabajo, encontramos numéricamente cuáles de las variables originales pueden ser en principio eliminadas (i.e., igualar la ecuación diferencial para su evolución temporal a cero) sin afectar el buen desempeño del modelo para la reproducción de los resultados experimentales.