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Diagramme und Beispiele / diagrams and examples

 

 

KINETIK

Kinetik homogener chemi­scher Reaktionen

Simulation und Versuchsauswertung

 

Leistungen von KINETIK:

·       Unterstützung von 20 kinetischen Modellen:

 

A => P                  einfache Reaktion 0. Ordnung

A => P                  einfache Reaktion 1. Ordnung

2A => P                 einfache Reaktion 2. Ordnung

A + B => P              einfache Reaktion 2. Ordnung

A => P                  Reaktion n-ter Ordnung

 

A => P                  Autokatalyse

A => P + Q              Autokatalyse

    

A => C => P             Folgereaktion 1. Ordnung

A + B => C => P         Folgereaktion 2. Ordnung

A => C <=> P            Folgereaktion 1. Ordnung, nachgelagerte umkehrbare Reaktion

A + B => C <=> P        Folgereaktion 2. Ordnung, nachgelagerte umkehrbare Reaktion

A <=> C => P            Folgereaktion 1. Ordnung, vorgelagerte umkehrbare Reaktion

A + B <=> C => P + A    Folgereaktion 2. Ordnung, vorgelagerte umkehrbare Reaktion

                                                  (Michaelis-Menten-Mechanismus)

A + B <=> C => P        Folgereaktion 2. Ordnung, vorgelagerte umkehrbare Reaktion

 

 

A + B => C; A + C => P  konkurrierende Folgereaktionen 2. Ordnung

A => P; A => Q          Parallelreaktionen 1. Ordnung

 

A <=> P                 umkehrbare Reaktion 1. Ordnung

A + B <=> P + Q         umkehrbare Reaktion 2. Ordnung

A + B <=> 2P            umkehrbare Reaktion 2. Ordnung

A + B <=> P             umkehrbare Reaktion 2. Ordnung

 

·       Simulation von Reaktionsabläufen (Konzentrations-Zeit-Funktio­nen oder Geschwindigkeits-Zeit-Funktionen) für die genannten Reaktionsmechanis­men; Ergebnis als Diagramm oder Tabelle;

·       Auswertung experimenteller isothermer und nicht-isothermer Konzentrations-Zeit-Daten (eingebaute nichtlineare Regressionsrechnung);

·       klassische „Geraden-Auswertung“ experimenteller c-t-Daten nach erster oder zweiter Reaktionsordnung;

(anstatt mit molaren Konzentrations-Daten kann auch direkt mit „konzentrations-proportionalen Größen“  (wie z. B. Leitfähigkeit, Extinktion oder – bei Gasreaktionen - Gesamtdruck) gearbeitet werden);

·       grafikgestützte Auswertung von Enzymkinetik (Michaelis-Menten-Gleichung);

·       Auswertung experimenteller Daten der Temperaturabhängigkeit von Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten (wahlweise ARRHENIUS- oder EYRING-Modell);

·       grafikgestützte Berechnung von Reaktionsgeschwindigkeiten aus experimentellen Konzentrations-Zeit-Tabellen; 

·       visualisierte Berechnung von isothermen Reaktoren (Batch-Reaktor, Rohr-Reaktor, kontinuierlicher Rührkessel, Rührkesselkaskade (max. 7 Kessel) für alle genannten kinetischen Modelle;

·       Simulation des Verweilzeitverhaltens in Rührkessel und Rührkesselkaskade (Visualisierung eines Versuchs mit Farbindikator, Verweilzeitdiagramm);

·       Verweilzeitstreuung in Rührkessel und Kaskade; Diagramme der Dichte- und Summenfunktionen;

·       Zufalls-Simulation („Monte-Carlo“) kinetischer Prozesse mit variabler Teilchenzahl am Beispiel einer Reaktion 1. Ordnung und einer Gleichgewichtsreaktion;

·       Kinetik des Blutalkohol-Abbaus im menschlichen Körper;

·       Excel-kompatible Protokollierung der Berechnungsergebnisse.                                                                                                                                                   

 

KINETIK  besitzt die gleiche komfortable Diagrammgrafik wie die anderen Komponenten des Programmsystems.

Die deutsche Version besitzt eine kontext-sensitive HTML-Hilfe.

 

Für die freie Studentenversion gelten einige Einschränkungen:

·       kein automatisches Fitting komplexer Reaktionsmodelle an experimentelle Daten; nur manuelles Fitting möglich;

·       Bearbeitung experimenteller Daten auf maximal 20 Messpunkte limitiert;

·       maximal 4 Kaskadenstufen (in der Vollversion 7);

·       für die Blutalkohol-Kinetik sind nur die Parameter Körpergewicht und Verteilungsfaktor Mann/Frau variierbar.

 

Preis der Vollversion auf Anfrage

 

Da die allgemeine Berechnung von Reaktionsgeschwindigkeits-Konstanten aus Reinstoffdaten nicht möglich ist, besitzt KINETIK keine Anbindung an die Merseburger Datenbank. Für die Berechnung konkreter stofflicher Systeme ist also die Beschaffung entsprechender Daten durch den Nutzer erforderlich.

 

 

KINETIK

Kinetics of Homogeneous Chemical Reactions

simulation and evaluation of experimental results

 

·       Support of  20 kinetic models:

 

A => P                  simple 0th-order reaction

A => P                  simple 1st-order reaction

2A => P                 simple 2nd-order reaction

A + B => P              simple 2nd-order reaction

A => P                  simple nth-order reaction

 

A => P                  autocatalytic reaction

A => P + Q              autocatalytic reaction

    

A => C => P             consecutive 1st-order reaction

A + B => C => P         consecutive 2nd-order reaction

A => C <=> P            consecutive 1st-order reaction with following reversible rct.

A + B => C <=> P        consecutive 2nd-order reaction with following reversible rct.

A <=> C => P            consecutive 1st-order reaction with preceding reversible rct.

A + B <=> C => P + A    consecutive 2nd-order reaction with preceding reversible rct.

                                                       (Michaelis-Menten mechanism)

A + B <=> C => P        consecutive 2nd-order reaction with preceding reversible rct.

 

A + B => C; A + C => P  competing consecutive 2nd-order reactions

A => P; A => Q          competing 1st-order reactions

 

A <=> P                 reversible 1st-order reaction

A + B <=> P + Q         reversible 2nd-order reaction

A + B <=> 2P            reversible 2nd-order reaction

A + B <=> P             reversible 2nd-order reaction

 

The principal features of KINETIK are

·         20 types of simple and complicated reaction mechanisms, see above;

·         simulation of reaction  kinetics (concentration c vs. time t or reaction rate r vs. time t) for different mechanisms;

·         analysis of experimental isothermal and non-isothermal c-t data (integrated non-linear regression);

·         the classic “straight-line method” to evaluate experimental c-t data of first or second order

·         instead of molar concentrations also concentration-proportional quantities (electr. conductivity, absorbance, total pressure, …) can be used;

·         analysis of experimental data on the temperature dependence of reaction rate constants (optional models: ARRHENIUS and EYRING), calculation of activation quantities;

·         graph-aided calculation of rates of reactions from experimental c-t points;

·         calculation of reactors (batch reactor, tubular flow reactor, continuous stirred tank (CSTR), CSTR cascade) for 20 types of simple and complex reaction mechanisms;

·         virtual experiment “mean residence time in CSTR or CSTR cascades using dye as indicator (see picture below);

·         Monte-Carlo simulation of kinetic processes as random games with variable number of particles (see picture below).

 

KINETIK offers the same comfortable graphic possibilities as the other modules of the Merseburg software set.

 

As it is generally not possible to calculate reaction rate constants from pure-substance data, KINETIK is not linked to the Merseburg Database. To calculate certain real systems the user additionally needs to obtain relevant data.

 

 

  Berechnungsbeispiele, die mittels KINETIK erzeugt wurden

  Examples generated by means of KINETIK

 

 

Konzentrations-Zeit-Diagramm für eine Folgereaktion

Concentration vs. time diagram for a consecutive reaction

 

         Monte-Carlo-Simulation eines Gleichgewichts A P mit 500 Teilchen

         Monte-Carlo simulation of an equilibrium AP using 500 particles

 

 

 

  Auswertung experimenteller c-t-Daten  (1. Ordnung)                                                   Auswertung experimenteller k-T-Daten

  Evaluation of experimental c-t data  (1st order)                                                            Evaluation of experimental  k-T data

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


    k-Fitting entsprechend gewähltem kinetischen Modell (automatisch oder manuell)

    k fitting due to the selected kinetic model (automatic or manual)

 

  

 

 

   Beispiele für Reaktorberechnungen

   Examples for reactor calculation

 

 

   

 

 

Kinetik des Blutalkohol-Abbaus im menschlichen Körper

Beispiele (Studentenversion)