combination$to$the$lotka;voltera$mechanism.$the$conclusion ... ·...

2
Mit projekt om oscillerende reaktioner behandler emnet oscillerende reaktioner. Jeg gør rede for begrebet oscillerende reaktion og beskriver Lotka;Voltera mekanismen som model for en oscillerende reaktion og gennemgår en analytisk behandling af modellen med kemiske og matematiske argumenter for, hvorfor denne model forårsager periodiske svingninger i en eller flere koncentrationer i reaktionen. I forbindelse med dette redegør jeg for, hvad der forstås ved en matrix og forklarer, hvorledes et system af lineære ligninger kan udtrykkes på matrixform. Derudover redegør jeg for løsningen af et sådant ligningssystem. Jeg benytter Jacobi;matricen til at bestemme stabiliteten af Lotka;Voltera mekanismens ligevægtspunkter. Jeg undersøger eksperimentelt, hvilken betydning reaktantkoncentrationen og temperaturen har for periodetiden i en iodklokke ved at observere iodklokkens oscillationer under forskellige forhold. Jeg opstiller en forsøgsrække med iodklokken af forskellige reaktantkoncentrationer og ved forskellige temperaturer og noterer oscillationernes periodetid. Til sidst sammenlignes forsøgsresultater og den bagomliggende teori og en konklusion sluttes. Oscillerende reaktioner kan ikke beskrives med simple hastighedsudtryk. Jeg vil derfor forsøge beskrive Lotka;Voltara mekanismen som model for en oscillerende reaktion i teorien og teste den i praksis. Og dermed forsøge at find en model, der beskriver liv mere realistisk end den klassiske kemi er i stand til. Her er projektets abstract The topic of this paper is oscillating reactions and it is written as a combination of the subjects mathematics and chemistry. It contains an account of the term oscillating reaction and a description of the Lotka;Voltera mechanism as a model of an oscillating reaction. Mathematical and chemical arguments are applied to the model to explain why the Lotka; Voltera mechanism causes periodical oscillations in one or more of the concentrations in the reaction. The Briggs;Rauscher experiment is individual conducted. And the data from the experiment is collected to further study on a theoretical level. The data is used to investigate the relevance of the reactant concentration and the temperature to the period time in the Briggs;Rauscher reaction. The paper additionally includes an account of matrices and an explanation of how a system of linear equations is expressed on matrix form together with an account of the solution of such system of equations. The theory about matrices is also used in

Upload: duongthien

Post on 29-Apr-2018

220 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: combination$to$the$Lotka;Voltera$mechanism.$The$conclusion ... · Briggs;Rauscher$reaction.$The$paper$additionally$includes$an$account$of$matrices$and$an$ explanation$of$how$a$system$of$linear$equations$is$expressed$on$matrix$form$

Mit$projekt$om$oscillerende$reaktioner$behandler$emnet$oscillerende$reaktioner.$Jeg$gør$rede$

for$begrebet$oscillerende$reaktion$og$beskriver$Lotka;Voltera$mekanismen$som$model$for$en$

oscillerende$reaktion$og$gennemgår$en$analytisk$behandling$af$modellen$med$kemiske$og$

matematiske$argumenter$for,$hvorfor$denne$model$forårsager$periodiske$svingninger$i$en$

eller$flere$koncentrationer$i$reaktionen.$I$forbindelse$med$dette$redegør$jeg$for,$hvad$der$

forstås$ved$en$matrix$og$forklarer,$hvorledes$et$system$af$lineære$ligninger$kan$udtrykkes$på$

matrixform.$Derudover$redegør$jeg$for$løsningen$af$et$sådant$ligningssystem.$Jeg$benytter$

Jacobi;matricen$til$at$$bestemme$stabiliteten$af$Lotka;Voltera$mekanismens$ligevægtspunkter.$

Jeg$undersøger$eksperimentelt,$hvilken$betydning$reaktantkoncentrationen$og$temperaturen$

har$for$periodetiden$i$en$iodklokke$ved$at$observere$iodklokkens$oscillationer$under$

forskellige$forhold.$Jeg$opstiller$en$forsøgsrække$med$iodklokken$af$forskellige$

reaktantkoncentrationer$og$ved$forskellige$temperaturer$og$noterer$oscillationernes$

periodetid.$Til$sidst$sammenlignes$forsøgsresultater$og$den$bagomliggende$teori$og$en$

konklusion$sluttes.$$

$

Oscillerende$reaktioner$kan$ikke$beskrives$med$simple$hastighedsudtryk.$Jeg$vil$derfor$

forsøge$beskrive$Lotka;Voltara$mekanismen$som$model$for$en$oscillerende$reaktion$i$teorien$

og$teste$den$i$praksis.$Og$dermed$forsøge$at$find$en$model,$der$beskriver$liv$mere$realistisk$

end$den$klassiske$kemi$er$i$stand$til.$$

$

Her$er$projektets$abstract$$

The$topic$of$this$paper$is$oscillating$reactions$and$it$is$written$as$a$combination$of$the$subjects$

mathematics$and$chemistry.$It$contains$an$account$of$the$term$oscillating$reaction$and$a$

description$of$the$Lotka;Voltera$mechanism$as$a$model$of$an$oscillating$reaction.$

Mathematical$and$chemical$arguments$are$applied$to$the$model$to$explain$why$the$Lotka;

Voltera$mechanism$causes$periodical$oscillations$in$one$or$more$of$the$concentrations$in$the$

reaction.$The$Briggs;Rauscher$experiment$is$individual$conducted.$And$the$data$from$the$

experiment$is$collected$to$further$study$on$a$theoretical$level.$The$data$is$used$to$investigate$

the$relevance$of$the$reactant$concentration$and$the$temperature$to$the$period$time$in$the$

Briggs;Rauscher$reaction.$The$paper$additionally$includes$an$account$of$matrices$and$an$

explanation$of$how$a$system$of$linear$equations$is$expressed$on$matrix$form$together$with$an$

account$of$the$solution$of$such$system$of$equations.$The$theory$about$matrices$is$also$used$in$

Page 2: combination$to$the$Lotka;Voltera$mechanism.$The$conclusion ... · Briggs;Rauscher$reaction.$The$paper$additionally$includes$an$account$of$matrices$and$an$ explanation$of$how$a$system$of$linear$equations$is$expressed$on$matrix$form$

combination$to$the$Lotka;Voltera$mechanism.$The$conclusion,$which$can$be$drawn$in$

connection$to$the$experiment$is$that$the$reactant$concentration$of$I;,$MnSO4$and$CH2(COOH)2$$

has$an$effect$to$the$period$time$in$the$Briggs;Rauscher$reaction.$If$you$reduce$the$

concentration$of$I;$in$the$reaction$the$period$time$will$shorten.$The$data$of$the$reduction$of$

concentration$of$MnSO4$is$ambiguous.$One$experiment$shows$that$if$you$reduce$the$

concentration$of$MnSO4$the$period$time$will$shorten$and$one$shows$the$opposite.$The$

experiments$also$showed$that$if$you$reduce$the$concentration$of$CH2(COOH)2$the$period$time$

will$increase.$Finally$the$experiment$showed$that$the$period$time$shortened$with$higher$

temperature.$Therefore$I$can$as$well$conclude$that$the$temperature$has$an$effect$to$the$period$

time$in$the$Briggs;Rauscher$reaction.$$

$

$

$