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Prévoir des réactions chimiques à l'avance

    31 mai 2011 à 18:04:31

    Bonjour,
    Voilà : j'ai vu qu'il existait un logiciel payant et non libre et non multi-OS assez intéressant : Chrocodile Chemistry. Je voulais essayer de me faire un mini logiciel qui ferait un peu le même principe que ce programme (mais en 100 fois plus simple ^^). Je voulais donc savoir quel niveau était nécessaire pour commencer à le faire (je suis en fin de première S). Est-ce de mon niveau (même si je ne gère que quelques molécules) ? Si oui comment faire pour déterminer quelle molécule réagit avec quelle autre et comment ? Est-ce qu'il existe des lois ?

    Merci d'avance,

    Tobias BORA.

    PS : et si vous connaissez un logiciel de ce type mais sous linux, je suis aussi preneur !
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      31 mai 2011 à 18:10:13

      Avec ton niveaux tu n'y arriveras pas. A moins de lister toute les combinaison possible. Certaine réaction ne sont même pas encore explique clairement par la science et sa demande des connaissances très pousser pour le reste.
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        31 mai 2011 à 18:37:49

        Bonsoir,

        je confirme ce que dit Ikariel, ne serait-ce que pour les lois "les plus basiques" si j'ose dire, tu n'as pas encore les outils mathématiques nécessaires.. Patience ;) Mais l'idée est très bonne !
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          31 mai 2011 à 20:14:58

          Bon, et bien tant pis... Et connaissez vous un projet de ce genre ? Et dans combien de temps est-ce que je commencerai à avoir les connaissances requises ?
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            31 mai 2011 à 20:49:38

            Cela dépend de tes études.. Si tu t'orientes vers une prépa scientifique, deux ou trois ans pour avoir les connaissances, et encore un peu plus pour avoir le temps de le faire ;) Sinon, non je ne connais pas de tel projet.
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              31 mai 2011 à 22:21:33

              Je serais moins défaitiste que les autres.

              L'interaction entre deux molécules est un sujet extrêmement vaste et complexe, qui nécessite à la fois d'envisager les électrons de chaque atome et la forme tridimensionnelle de la molécule - et ses différents états possibles.

              Donc, un programme qui recense toute les molécules et qui prédit parfaitement comment elles réagissent entre elles, c'est la poule aux œufs d'or.

              Mais ce n'est pas le sujet pour l'OP.

              Le sujet est :
              Est il possible de prédire pour "quelques molécules" (je cite), des réactions chimique ? "Existe t'il des lois ?"

              Oui. Oui, il existe des lois (∃), oui, c'est possible.

              Tu es en S, tu as probablement vu les réactions acido-basique, voire les oxido-réduction.
              Il y a des lois, il y a des tables.

              Il est parfaitement réaliste de concevoir un logiciel qui prédit les produits obtenu en mélangeant un acide et une base - en listant une vingtaine de couple acide/base.
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                1 juin 2011 à 12:44:37

                Si on a les différentes données tabulées avec les <math>\(\Delta_\textrm{r}G\)</math> disponibles, oui, c'est une résolution assez simple (et encore, pour prévoir le système à l'équilibre il faudrait avoir les vraies activités) autant prédire une grandeur de réaction, j'y crois moyen, j'ai un tas de chercheurs dans les bureaux de mon bâtiment qui passent leurs journées à faire ça avec des outils loin d'être simple et encore ils travaillent plutôt sur l'énergie que sur l'enthalpie libre.

                Le tout passe par des techniques d'intégration et de modélisation qui sont déjà à elles seules des pans énormes de la recherche actuelle.
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                  1 juin 2011 à 13:53:01

                  Je soutiens namo, il est possible de faire quelque chose en restreignant suffisamment les produits disponibles ainsi que les types de réactions. Le plus simple est de choisir une réaction très particulière et de proposer plusieurs molécules pouvant faire cette réaction :) !

                  D'ailleurs, les concepteurs du logiciel ont forcément fait pareil : c'est impossible de mélanger n'importe quoi et envisager tout ce qu'il peut se passer...


                  Edit : choisis une réaction et essaie ! Il existe très très très peu de programmes pareils, alors même si le tiens est simple ça sera intéressant :) !
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                    1 juin 2011 à 14:44:17

                    Merci pour vos réponses !


                    Citation : Crod

                    Cela dépend de tes études.. Si tu t'orientes vers une prépa scientifique, deux ou trois ans pour avoir les connaissances, et encore un peu plus pour avoir le temps de le faire ;) Sinon, non je ne connais pas de tel projet.


                    Alors, pour la prolongation de mes études, je rêverai de bosser dans l'astrophysique... Après, plus j'avance, et plus je pense que faire ce métier sera très dur et loin d'être reposant : si après la thèse je ne peut pas rester plus de deux ans au même endroit et enchainer les Posts doc, alors qu'un autre domaine que l'astrophysique (mais toujours dans la physique) me permettrait sans problème d'avoir un emploi stable... Donc j'hésite encore entre :
                    • - Prépa physique + tenter l'ENS + Ecole d'ingénieur si pas ENS + Thèse à la fin de l'école d'ingénieur.
                    • - Prépa physique + tenter l'ENS + Université si pas ENS
                    • - Université

                    On voit ça à l'université/prépa physique ? Et si il y a des témoignages, je suis prenant via MP !

                    Citation : namo

                    Je serais moins défaitiste que les autres.

                    L'interaction entre deux molécules est un sujet extrêmement vaste et complexe, qui nécessite à la fois d'envisager les électrons de chaque atome et la forme tridimensionnelle de la molécule - et ses différents états possibles.

                    Donc, un programme qui recense toute les molécules et qui prédit parfaitement comment elles réagissent entre elles, c'est la poule aux œufs d'or.

                    Mais ce n'est pas le sujet pour l'OP.

                    Le sujet est :
                    Est il possible de prédire pour "quelques molécules" (je cite), des réactions chimique ? "Existe t'il des lois ?"

                    Oui. Oui, il existe des lois (∃), oui, c'est possible.

                    Tu es en S, tu as probablement vu les réactions acido-basique, voire les oxido-réduction.
                    Il y a des lois, il y a des tables.

                    Il est parfaitement réaliste de concevoir un logiciel qui prédit les produits obtenu en mélangeant un acide et une base - en listant une vingtaine de couple acide/base.


                    Je pense que c'est ce que je vais faire. (j'ai vu acide base et oxydo réduction) Par contre, que signifie ce "∃" ? Et qu'entends tu par table ?

                    Citation : Eolindel

                    Si on a les différentes données tabulées avec les <math>\(\Delta_\textrm{r}G\)</math> disponibles, oui, c'est une résolution assez simple (et encore, pour prévoir le système à l'équilibre il faudrait avoir les vraies activités) autant prédire une grandeur de réaction, j'y crois moyen, j'ai un tas de chercheurs dans les bureaux de mon bâtiment qui passent leurs journées à faire ça avec des outils loin d'être simple et encore ils travaillent plutôt sur l'énergie que sur l'enthalpie libre.

                    Le tout passe par des techniques d'intégration et de modélisation qui sont déjà à elles seules des pans énormes de la recherche actuelle.


                    <math>\(\Delta_\textrm{r}G\)</math> ? A quoi est-ce que cela correspond ?

                    Citation : M@thias+

                    Je soutiens namo, il est possible de faire quelque chose en restreignant suffisamment les produits disponibles ainsi que les types de réactions. Le plus simple est de choisir une réaction très particulière et de proposer plusieurs molécules pouvant faire cette réaction :) !

                    D'ailleurs, les concepteurs du logiciel ont forcément fait pareil : c'est impossible de mélanger n'importe quoi et envisager tout ce qu'il peut se passer...


                    Edit : choisis une réaction et essaie ! Il existe très très très peu de programmes pareils, alors même si le tiens est simple ça sera intéressant :) !


                    Je vais partir là dessus ! Faire un petit programme, et au fur et à mesure des années, essayer de lui rajouter des réactions. Si déjà je fais acido-basique et oxido-réduction, c'est déjà bien. Au pire, c'est toujours un bon exercice en programmation, mais aussi en physique-chimie !
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                    Anonyme
                      1 juin 2011 à 14:49:06

                      <math>\(\Delta_\textrm{r}G\)</math> je suppose que c'est l'energie de Gibbs standard de réaction.
                      Donc pour les réactions standards, ces grandeurs sont disponibles dans les tables.

                      Cette même énergie permet de déterminer si la réaction est endo, exo ou athermique ainsi que son avancement.

                      Cela te permet de calculer ton affinité chimique et donc de prévoir si le système va évoluer indépemment des facteurs cinétiques : http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89qui [...] r.C3.A9action
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                        1 juin 2011 à 15:33:40

                        Citation : little_programmeur

                        Merci pour vos réponses !
                        <math>\(\Delta_\textrm{r}G\)</math> ? A quoi est-ce que cela correspond ?



                        C'est la grandeur qui est au centre de ce que tu veux réaliser.

                        Sans aucune méchanceté, programmer autour de la chimie demande d'une part de bonne connaissances informatiques, d'autre part de solides bases en chimie. L'un comme l'autre n'étant pas inné, je ne comprend pas l'intérêt de beaucoup de personnes dans des classes de niveau faible (collège) à vouloir aller vers des sujets un peu trop loin de leur socle de connaissance actuel. Il me parait beaucoup plus facile d'essayer de voir ce que l'on connait sous un autres angle que d'aller vers des sujets que l'on ne maitrise pas du tout et de niveau trop éloigné du sien. A ton niveau, autant développer séparément tes connaissances dans chaque domaine avant de les associer. Combiner des connaissances demande un degré d'abstraction supplémentaire et rajoute encore sur la difficulté.

                        Je ne critique pas la curiosité scientifique, bien au contraire, je dis juste qu'il y a déjà plein de choses à voir sans aller chercher beaucoup plus loin que ce que l'on connait déjà. Je continue à apprendre plein de choses de niveau collège, lycée ou plus en m'intéressant à la vie de tout les jours.

                        Bien que probablement cher pour toi, l'association UDPPC édite une revue qui s'appelle le BUP et qui présente de nombreux articles souvent intéressants sans être trop compliqués, bien que s'adressant à un public ciblé, les articles sont très accessibles et intéressants car justement souvent de "vulgarisation".Cependant, il y a souvent un ou deux articles gratuits par revue. http://www.udppc.asso.fr/bupdoc/consul [...] maires-an.php

                        Voici un exemple sur la décompression en plongée :
                        http://www.udppc.asso.fr/bupdoc/consul [...] D_fiche=20957

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                        Anonyme
                          1 juin 2011 à 15:57:32

                          Salut little_programmeur,

                          j’interviens car j'ai moi même utilisé une bibliothèque qui s'appelle AAindex et qui recense un très grand nombre de caractéristique physicochimique des acides aminés. Tu peut peu être t'inspiré de cela pour voir comment les personnes qui ont créer ce genre de bibliothèque ont pu réunir autant d'information. Sa te donneras peut être une idée de comment procédé et ou chercher tous ce genre d'informations. Voila c'était juste a titre d'exemple.

                          Cordialement
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                            1 juin 2011 à 18:32:37

                            Le E à l'envers signifie "il existe" - c'est un symbole mathématique. Il sous entendait que "il existe des lois" était à prendre dans le sens "il existe au moins une loi".

                            Une table, c'est un tableau. Par exemple, la table des principaux couples acido-basiques, et leurs pKA.

                            Je ne suis pas certain que la thermodynamique soit vraiment indispensable.
                            Déjà, un programme qui est capable de faire réagir :
                            HCl + NaOH
                            Et de prédire que x mol de sel et x d'eau sont produites, et qu'il reste y mol de HCl ou de NaOH,
                            C'est un beau défi.

                            L'étape d'après, c'est d'envisager des réactions à l'équilibre ? (avec les pH et pKA)

                            Pas besoin d'enthalpie&co.
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                              1 juin 2011 à 18:37:10

                              Je vais faire petit à petit. Déjà, je vais admettre que toutes les réactions sont possibles si elles sont dans la table.

                              Et ensuite, après avoir gérer les quantités de matière comme tu le suggère, j'essayerai de regarder du côté de pKA et de l'équilibre.
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                              Anonyme
                                1 juin 2011 à 21:16:09

                                Citation : namo


                                Pas besoin d'enthalpie&co.


                                Derrière les notions de ph et Pka, c'est l'enthalpie libre qui se cache. ;)
                                Or il existe des tables pour cette notion, pas pour le ph pou pka.
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                                  1 juin 2011 à 22:04:26

                                  Je suis de l'avis de namo. Sans faire dans le trop compliqué, utiliser les constantes de réactions (je suis sur que ça se trouve des pKa pour des couples usuels : par exemple ici) la conservation de la matière et la conservation de la charge permet déjà de faire pas mal de choses.
                                  j'avais utilisé un programme en 1ère année de prepa, mais je ne me souviens plus du nom et je ne sais pas s'il était disponible gratuitement.
                                  De plus, l'interface était pas très ergonomique :-°

                                  Edit : après fouille archéologique dans mes archives de TD, il semblerait que ce soit le logiciel SIMULTIT, qui, comme son nom l'indique, permet de simuler des titrages.

                                  Edit2 : un petit exemple
                                  On mélange 0.5 mole de <math>\(CH_3COOH\)</math> et 0.4 mole de <math>\(NH_3\)</math> dans 1 litre d'eau.
                                  D'après la table donnée plus haut, on a :
                                  <math>\(CH_3COOH/CH_3COO^- : Pka_1 = 4.78\)</math>
                                  <math>\(NH_4^+/NH_3 : pKa_2 = 9.2\)</math>

                                  Sans compter l'eau, les espèces présentes à l'équilibres devraient être :
                                  <math>\(NH_4^+\)</math> , <math>\(NH_3\)</math> , <math>\(CH_3COOH\)</math> , <math>\(CH_3COO^-\)</math> , <math>\(H_30^+\)</math> et <math>\(HO^-\)</math>
                                  C'est-à-dire 6 concentrations inconnues à déterminer.

                                  Conservation de la matière (en supposant le volume total constant et égale à 1 litre) :
                                  pour l'azote : <math>\([NH_3] + [NH_4^+] = 0.4\)</math> mol/L (1)
                                  pour le carbone : <math>\([CH_3COOH] + [CH_3COO^-] = 0.5\)</math> mol/L (2)

                                  Constantes d'équilibre :
                                  <math>\(\frac{[CH_3COO^-].[H_30^+]}{[CH_3COOH]} = 10^{-pKa_1} = 10^{-4.78}\)</math> (3)
                                  <math>\(\frac{[NH_3].[H_30^+]}{[NH_4^+]} = 10^{-pKa_2} = 10^{-9.2}\)</math> (4)

                                  Autoprotolyse de l'eau :
                                  <math>\([H_30^+].[OH^-] = 10^{-14}\)</math> (5)

                                  Electroneutralité de la solution :
                                  <math>\([NH_4^+]+[H_30^+] = [CH_3COO^-]+[OH^-]\)</math> (6)

                                  Et voila, on a 6 équations, donc on peut résoudre le problème.
                                  On voit bien que cette méthode convient plus à un programme informatique qu'à un être humain : un système à six équations pour un problème aussi simple (seulement 2 réactifs introduits) semble bien exagéré. L'avantage ici est qu'on à pas besoin de savoir quelles réactions ont lieu.
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                                    1 juin 2011 à 23:11:50

                                    Bah les réaction acide/base oxydo-reduction sont les plus simple, et pour ce qui est des sels et leur famille, il faudrait étudier aussi les differentes liaison possible entre molécule (ionique, métallique) ? Et encore ce n'est que de la chimie minérale extrêmement plus simple que la chimie carbonique, y'as des centaine de famille la dedans, depuis les alcoloide simple a l'ADN, les macromolécules et polymères. Il faudra calculer les énergie nécessaire a une réaction, le tous est bien évidement dépendant de la température/pression, du courant électrique si y est, de l'environnement ambiant(certain sel en contacte avec l'air réagis différemment), et encore ce sont des notion étudier en 1er année.

                                    Petit programmeur, tu veux déjà joue a dieux ?
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                                      1 juin 2011 à 23:19:43

                                      Clairement non vu son post. Il cherche simplement à simuler des réactions pas trop compliquées qu'on peut faire en TP. Donc l'oxydo-réduction et l'acido-basique devrait suffire à faire son bonheur.
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                                        1 juin 2011 à 23:25:53

                                        Bah nous au lycée on étudier déjà les rection de sel, et on a débuter dans la chimie organique (on le fessait au tp).

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                                          2 juin 2011 à 10:25:35

                                          @ushia : Merci beaucoup pour ces pistes et les exemples qui vont avec ! Je vais regarder tout ça. J'avance petit à petit dans le programme ^^ Et en cherchant des informations sur SIMULTIT, j'ai trouvé des logiciels sur le titrage, comme Dozzzaqueux sous windows et linux en libre ^^liens. Par contre, je me demande si simultit existe encore car je n'ai guère trouvé de sites qui proposent son téléchargement/son site officiel...

                                          Citation : Ikariel

                                          Bah les réaction acide/base oxydo-reduction sont les plus simple, et pour ce qui est des sels et leur famille, il faudrait étudier aussi les differentes liaison possible entre molécule (ionique, métallique) ? Et encore ce n'est que de la chimie minérale extrêmement plus simple que la chimie carbonique, y'as des centaine de famille la dedans, depuis les alcoloide simple a l'ADN, les macromolécules et polymères. Il faudra calculer les énergie nécessaire a une réaction, le tous est bien évidement dépendant de la température/pression, du courant électrique si y est, de l'environnement ambiant(certain sel en contacte avec l'air réagis différemment), et encore ce sont des notion étudier en 1er année.

                                          Petit programmeur, tu veux déjà joue a dieux ?



                                          Comme l'as dit rushia, je ne suis nullement interessé par les sels et les molécules complexes comme l'ADN ou les polymères ! Je commence déjà par ce que je sais faire : l'oxydoréduction et l'acido basique. Et à mon avis j'ai déjà de quoi m'amuser !
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                                            2 juin 2011 à 11:10:01

                                            C'est vrai que SIMULTIT doit être un vieux programme qui n'est certainement plus distribué. Par contre dozzzaqueux semble faire plus ou moins la même chose.
                                            Et je pense sincèrement qu'avec très peu d'efforts du point de vu des connaissances en chimie (mais avec des recherches à faire du point de vue résolution numérique de systèmes et une bonne maitrise de l'outil informatique) tu devrais pouvoir espérer faire un programme assez proche (en limitant les fonctionnalités et les espèces chimiques gérées au début)
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                                            Prévoir des réactions chimiques à l'avance

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