Um Modelo Simples de Acessar Constantes de Equilíbrio de Reações do Tipo A ⇋ B Usando Simulação de Monte Carlo
DOI:
https://doi.org/10.22481/exon.v2i2.19433Palavras-chave:
Monte Carlo, Rea¸c˜oes Qu´ımicas, Equil´ıbrio, MetropolisResumo
Um modelo te´orico computacional para descrever propriedades de equil´ıbrio de rea¸c˜oes qu´ımicas homogˆeneas e revers´ıveis ´e proposto e aplicado a uma rea¸c˜ao do tipo A ⇋ B. Com esta finalidade, as propriedades de equil´ıbrio s˜ao analizadas via simula¸c˜oes de Monte Carlo. Os resultados das simula¸c˜oes mostram que a constante de equil´ıbrio (Ke) para este tipo de rea¸c˜ao exibe distintas caracter´ısticas para Eba < 1, Eba = 1 e Eba > 1, onde Eba ´e a raz˜ao entre as energias de ativa¸c˜ao reversa e direta. Para Eba < 1 (Eba > 1) e aumentando (diminuindo) a temperatura nossos resultados recuperam o princ´ıpio de Le Chˆatelier aplicado ao efeito de temperatura. O caso especial e interessante ´e obtido para Eba = 1 desde que Ke = 1 para todos os valores de temperatura. Outro importante parˆametro em nossa an´alise ´e θA, definida como a temperatura medida com rela¸c˜ao a energia de ativa¸c˜ao da rea¸c˜ao direta. Para valores fixos de Eba e para θA ≫ 1 a constante de equil´ıbrio tende a 1, mostrando que todas as transis˜oes s˜ao igualmente prov´aveis, n˜ao importando a diferen¸ca de energia entre as barreiras. Os dados obtidos em nossas simula¸c˜oes mostram a bem conhecida rela¸c˜ao entre Ke, Eb, Ea and kBT. Por fim, argumentamos que este modelo te´orico pode ser aplicado a uma fam´ılia de rea¸c˜oes qu´ımicas homogˆeneas caracterizadas pelo mesmo Eba e θA, mostrando a ampla aplica¸c˜ao deste modelo estoc´astico para o estudo de rea¸c˜oes qu´ımicas. Alguns deste resultados ser˜ao discutidos em termos de teoria das colis˜oes.
Downloads
Referências
K. Binder and D. W. Heermann, ”Monte Carlo Simulation in Statistical Physics”, SpringerVerlag, New York, 1992.
J. G. Amar, The Monte Carlo Method in Science and Engineering, Computing in Science and Engineering, March-April (2006) 9-19.
N. M. Oliveira-Neto, E. M. F. Curado, F. D. Nobre, and M. A. Rego-Monteiro, Approach to equilibrium of the Hydrogen atom at low temperature, Physica A, 374 (2007) 251-262.
R. R. Farias, L. A. M. Cardoso, N. M. Olveira Neto, Non-Traditional Irreversible-like Behavior in Homogeneous Reversible Chemical Reaction, Submitted to J. Chem. Phys. 2011.
E. C. da Costa, W. Figueiredo, Catalysis with competitive reactions: static and dynamical critical behavior, Brazilian Journal of Physics, vol. 33, September (2003) 487-500.
Cui-xia Liu, Yang-quing Yang, Rong-jun Zhang, and Xiao-xia Ren, Kinetic Monte Carlo simulation of {111}-oriented SiC film with chemical vapor deposition, Computational Materials Science, 43 (2008) 1036-1041.
A. L´opez-Castilho, J. C. de Souza Filho, Simula¸c˜ao do Equil´ıbrio: o M´etodo de Monte Carlo, Quim. Nova, vol. 30, (2007) 1759-1762.
R. L. da Silva, A. R. Pereira, W. A. Moura-Melo, Magnetization reversals in a disk-shaped small magnet with an interface, Journal of Applied Physics, v. 105, (2009) 014314.
F. Reif, ”Fundamentals of Statistical and Thermal Physics”, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd., 1965.
G. M. Panchenkov and V. P. Lebedev, ”Chemical Kinetics and Catalysis”, Mir Publishers, Moscow, 1976.
P. W. Atkins, ”Physical Chemistry”, Oxford University Press, 1994.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2026 Exatas Online

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Você é livre para:
Compartilhar - copia e redistribui o material em qualquer meio ou formato; Adapte - remixe, transforme e construa a partir do material para qualquer propósito, mesmo comercialmente. Esta licença é aceitável para Obras Culturais Livres. O licenciante não pode revogar essas liberdades, desde que você siga os termos da licença.
Sob os seguintes termos:
Atribuição - você deve dar o crédito apropriado, fornecer um link para a licença e indicar se alguma alteração foi feita. Você pode fazer isso de qualquer maneira razoável, mas não de uma forma que sugira que você ou seu uso seja aprovado pelo licenciante.
Não há restrições adicionais - Você não pode aplicar termos legais ou medidas tecnológicas que restrinjam legalmente outros para fazer qualquer uso permitido pela licença.


