Autocatálisis


Se dice que una sola reacción química es autocatalítica si uno de los productos de reacción también es un catalizador para la misma reacción o una reacción acoplada. [1] Esta reacción se denomina reacción autocatalítica .

Se puede decir que un conjunto de reacciones químicas es "colectivamente autocatalítico" si varias de esas reacciones producen, como productos de reacción, catalizadores para suficientes de las otras reacciones de modo que todo el conjunto de reacciones químicas sea autosostenible dado un aporte de energía y Moléculas de alimentos (ver set autocatalítico ).

donde las letras griegas son coeficientes estequiométricos y las letras latinas mayúsculas representan especies químicas. La reacción química procede tanto hacia adelante como hacia atrás. Esta ecuación se generaliza fácilmente a cualquier número de reactivos, productos y reacciones.

En equilibrio químico , las velocidades de reacción directa e inversa son tales que cada especie química se crea a la misma velocidad que se destruye. En otras palabras, la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa.

Aquí, los corchetes indican la concentración de la especie química, en moles por litro, y k + y k - son constantes de velocidad .

Lejos del equilibrio, las velocidades de reacción directa e inversa ya no se equilibran y la concentración de reactivos y productos ya no es constante. Por cada reacción directa, las moléculas de A se destruyen. Por cada reacción inversa se crean moléculas de A. En el caso de un paso de reacción elemental, el orden de reacción en cada dirección es igual a la molecularidad, de modo que la tasa de cambio en el número de moles de A es entonces


Variación sigmoidea de la concentración de producto en reacciones autocatalíticas
La ecuación de Lotka-Volterra es isomórfica con el modelo depredador-presa y el modelo autocatalítico de dos reacciones. En este ejemplo, los babuinos y los guepardos son equivalentes a dos especies químicas diferentes X e Y en reacciones autocatalíticas.
El Brusselator en el régimen inestable. A = 1. B = 2,5. X (0) = 1. Y (0) = 0. El sistema se acerca a un ciclo límite . Para B <1 + A, el sistema es estable y se acerca a un punto fijo .