Oregonator

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Der Oregonator ist, ähnlich wie der Brüsselator, ein Modell zur Beschreibung oszillierender chemischer Reaktionen. Es wurde 1972 von Richard J. Field, Endre Körös und Richard M. Noyes von der University of Oregon vorgeschlagen, um die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion zu beschreiben [1][2]. Den Namen erhielt es, in Anlehnung an den Brüsselator, da Fields et al. zu jener Zeit an der University of Oregon arbeiteten (der Name Brüsselator selbst ist eine Wortkreuzung aus dem Namen der Stadt Brüssel und Oszillator). Es wird aber auch oft schlicht, nach den Initialen der Autoren, FKN-Modell genannt.

Das Modell[Bearbeiten]

Das Oregonator Modell besteht aus fünf Reaktionen unter sieben chemischen Spezies {A,B,P,Q,X,Y,Z}[3]:

I A + Y \longrightarrow X
II X + Y \longrightarrow P
III B + X \longrightarrow 2 X + Z
IV 2 X \longrightarrow Q
V Z \longrightarrow f Y

Dabei werden die Konzentrationen der Spezies A und B konstant gehalten und die Produkte P und Q ständig abgeführt, wodurch nur drei Variable berücksichtigt werden müssen. Bei f in (V) handelt es sich um einen weiteren Parameter (wie die Konzentrationen [A] und [B]).

Es ergeben sich die Ratengleichungen:

\frac{d [X]}{dt}=  k_I [A] [Y] - k_{II} [X] [Y] + k_{III} [B] [X] - 2k_{IV} [X]^2
\frac{d [Y]}{dt}= -k_I [A] [Y] - k_{II} [X] [Y] + f k_V [Z]
\frac{d [Z]}{dt}=  k_{III} [B] [X] - k_V [Z]

Literatur[Bearbeiten]

  • James D. Murray: Mathematical Biology I: An Introduction. 3rd ed., Springer Science+Business Media, Inc, 2002.

Quellen[Bearbeiten]

  1. Richard J. Field, Endre Körös, Richard M. Noyes (1972): Oscillations in chemical systems. II. Thorough analysis of temporal oscillation in the bromate-cerium-malonic acid system J. Am. Chem. Soc. 94(25), S. 8649-8664, doi:10.1021/ja00780a001.
  2. Richard J. Field, Richard M. Noyes (1974): Oscillations in chemical systems. IV. Limit cycle behavior in a model of a real chemical reaction J. Chem. Phys. 60, S. 1877-1884, doi:10.1063/1.1681288
  3. Herrmann Haken: Synergetik; eine Einführung" 3. Auflage, Springer Verlag, 1990.