LA CONDENSACIÓN ALDÓLICA VISTA DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA SIMULACIÓN DIGITAL

Condensación aldólica

 

La condensación aldólica es una reacción que sirve para alargar una cadena mediante la adición de un enlace carbono-carbono a ella. Es una reacción importante que fue descubierta por Wurtz y por Borodin, en forma independiente, en 1872.

La reacción es considerada útil. Su descubrimiento se consideró importante, pero en algunos casos es indeseable y su rendimiento se puede disminuir manipulando el pH del medio (Wikipedia).

Este es el caso que exponen (Milan Narvatil, Karel Kolomaznike, Voltejch Kfesálek, 2007) que es interesante porque utiliza el modelamiento matemático de una manera simple y creativa, y porque aborda el tema de la condensación aldólica desde el punto de vista de su indeseabilidad, que normalmente es opuesto a lo que se desea, a más de abordar de manera general, el problema inevitable de los desperdicios que se producen en cualquier proceso químico industrial.

Para abordar el tema los autores citados proponen una secuencia de dos reacciones, y otra, paralela a las dos primeras, que compite ellas.

ecuaciones_quimicas

Para los fines de exponer el problema los autores indican que el agente de enlace cruzado (cross-linking) A reacciona con la proteína B, originando el producto intermedio C que, al reaccionar consigo mismo, produce D. Al mismo tiempo el glutaraldehido A reacciona consigo mismo para producir una resina aldólica E que tiene una coloración indeseable, y que por esta razón debe evitarse, o –en el peor de los casos, minimizarse.

De acuerdo al artículo mencionado todas las constantes cinéticas pueden representarse mediante la conocida expresión de Arrhenius. Por motivos de simplificación se considera que todas las constantes de reacción no varían con la temperatura.

El modelo matemático

El modelo matemático que se propone es el siguiente.

ModeloMatematico1

Modelomatematico2

Los valores de los parámetros k fueron, según los autores del artículo citado, fijados de acuerdo a ciertas mediciones experimentales, y de acuerdo a la experiencia. Los resultados se muestran a continuación.

Resultados1

Resultados para k1=0.02, k2=0.04 y k3=0.01

Resultados2

Resultados para k1=0.02, k2=0.04, y k3=0.001

Interfase de usuario del programa

Interfase de Usuario

Interfase de usuario del programa

Bibliografía2

Errata

Las concentraciones están en moles, y no en fracciones molares. Mil disculpas.

Acerca de

Professor of modeling and simulation, and process design at Escuela Politécnica Nacional, in Quito, Ecuador. . In the past I was a P4, P5, and D1 at the Organization for the Prohibition of Chemical Weapons, located in the Kingdom pf the Netherlands

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