Hier is een eenvoudig Fortran-programma dat een eerste-orde chemische reactie simuleert met de gegeven specificaties: ```fortran program reactie_kinetiek implicit none ! Parameters real :: k = 1.0e-4 ! Reactiekans (voorbeeldwaarde, kan aangepast worden) real :: t_max = 3600.0 ! Eindtijd in seconden integer :: n_points = 1000 ! Aantal tijdpunten voor output real :: dt, t integer :: i ! Initiale concentraties real :: A = 1.0 real :: B = 2.0 ! Arrays voor tijd en concentraties real, dimension(n_points) :: tijd, A_conc, B_conc ! Berekenen stapgrootte dt = t_max / (n_points - 1) ! Initialisatie tijd(1) = 0.0 A_conc(1) = A B_conc(1) = B ! Simulatie door Euler methode do i = 2, n_points t = (i - 1) * dt ! Differentialen A = A - k * A * dt B = B - k * B * dt ! Opslaan resultaten tijd(i) = t A_conc(i) = A B_conc(i) = B end do ! Resultaten uitprinten open(unit=10, file='reactie_kinetiek.dat', status='replace') write(10, '(2a10, 2f10.4)') 'Tijd(s)', 'A', 'B' do i = 1, n_points write(10, '(2f10.4, 2f10.4)') tijd(i), A_conc(i), B_conc(i) end do close(10) print *, 'Simulatie compleet. Resultaten opgeslagen in reactie_kinetiek.dat' end program reactie_kinetiek ``` **Begeleiding voor visualisatie en interpretatie:** 1. **Resultaten visualiseren:** - Gebruik grafieksoftware zoals Excel, Origin, of gratis tools zoals Gnuplot of Python (matplotlib). - Importeer de gegevens uit `reactie_kinetiek.dat`. - Plot Concentratie versus Tijd voor zowel A als B. Dit geeft de afname van de reactanten en de toename van de producten weer. 2. **Kinetische gegevens interpreteren:** - In een eerste-orde reactie neemt de concentratie af volgens een exponentiële wet: [A](t) = [A]_0 * exp(-k * t). - Door de natuurlijke logaritme van de concentraties te nemen en te plotten tegen tijd, zou je een rechte lijn moeten krijgen met helling -k. - De halveringstijd (t_1/2) kan worden berekend als ln(2)/k. - Controleer of de simulatie overeenkomt met de theoretische verwachtingen voor een eerste-orde reactie. 3. **Aanpassingen:** - Pas de waarde van `k` aan om te onderzoeken hoe de reactie snelheid verandert. - Verhoog of verlaag `n_points` voor een fijnere of grovere tijdsresolutie. - Voeg meer reacties toe door vergelijkbare numerieke integraties. Als je verdere hulp nodig hebt met het aanpassen van het programma of met het analyseren van de resultaten, vraag gerust!

Hier is een Fortran-programma dat eerste-orde chemische reactiekinetiek simuleert, samen met begeleiding voor visualisatie en interpretatie: ```fortran program eerste_orde_kinetiek implicit none ! Constanten en variabelen real, parameter :: A_init = 1.0, B_init = 2.0 real, parameter :: k = 0.001 ! Snelheidsconstante (1/s) real, parameter :: dt = 10.0 ! Tijdstap (seconden) real, parameter :: t_eind = 3600.0 ! Totale simulatie tijd (seconden) integer :: n_stappen, i real :: t, A, B real, allocatable :: tijd(:), conc_A(:), conc_B(:) ! Aantal tijdstappen berekenen n_stappen = int(t_eind / dt) ! Arrays alloceren allocate(tijd(n_stappen), conc_A(n_stappen), conc_B(n_stappen)) ! Initialisatie A = A_init B = B_init t = 0.0 ! Open output bestand open(unit=10, file='reactie_resultaten.dat', status='replace') write(10, *) 'Tijd(s) Concentratie_A Concentratie_B' ! Euler methode voor integratie do i = 1, n_stappen ! Opslaan huidige waarden tijd(i) = t conc_A(i) = A conc_B(i) = B ! Schrijf naar bestand write(10, '(F8.1, 2F16.6)') t, A, B ! Eerste-orde kinetiek: dA/dt = -k*A A = A - k * A * dt B = B + k * A * dt ! Aangenomen dat A -> B ! Tijd updaten t = t + dt end do close(10) ! Samenvatting uitvoer print *, 'Simulatie voltooid!' print *, 'Eindconcentraties:' print *, 'A =', A, 'mol/L' print *, 'B =', B, 'mol/L' print *, 'Resultaten opgeslagen in reactie_resultaten.dat' ! Geheugen vrijgeven deallocate(tijd, conc_A, conc_B) end program eerste_orde_kinetiek ``` ## Begeleiding voor Visualisatie en Interpretatie: ### 1. **Visualisatie Tools:** - **Python met Matplotlib:** ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np data = np.loadtxt('reactie_resultaten.dat', skiprows=1) tijd = data[:,0] A = data[:,1] B = data[:,2] plt.figure(figsize=(10,6)) plt.plot(tijd, A, 'b-', label='Stof A', linewidth=2) plt.plot(tijd, B, 'r-', label='Stof B', linewidth=2) plt.xlabel('Tijd (s)') plt.ylabel('Concentratie (mol/L)') plt.title('Eerste-orde Reactiekinetiek') plt.legend() plt.grid(True) plt.savefig('reactie_plot.png', dpi=300) plt.show() ``` - **Gnuplot:** ``` set xlabel 'Tijd (s)' set ylabel 'Concentratie (mol/L)' set title 'Eerste-orde Reactiekinetiek' plot 'reactie_resultaten.dat' using 1:2 with lines title 'Stof A', \ '' using 1:3 with lines title 'Stof B' ``` ### 2. **Interpretatie van Resultaten:** **Kenmerken eerste-orde kinetiek:** - **Exponentieel verval** van reactant A - **Lineair verband** in ln[A] vs tijd plot - **Halfwaardetijd** constant: t½ = ln(2)/k **Controle eerste-orde gedrag:** ```python # Maak semi-log plot voor verificatie plt.figure(figsize=(10,6)) plt.semilogy(tijd, A, 'bo-', label='ln[A]') plt.xlabel('Tijd (s)') plt.ylabel('ln(Concentratie)') plt.title('Verificatie Eerste-orde Kinetiek') plt.grid(True) ``` ### 3. **Kwantitatieve Analyse:** - **Snelheidsconstante (k)** bepalen uit helling van ln[A] vs tijd - **Halfwaardetijd** berekenen: t½ = 0.693/k - **Reactiesnelheid** op elk tijdstip: v = k×[A] ### 4. **Praktische Tips:** 1. **Controleer massabalans**: [A] + [B] moet constant blijven 2. **Varieer tijdstap** om nauwkeurigheid te testen 3. **Experimenteer met verschillende k-waarden** 4. **Voeg foutanalyse** toe voor betrouwbaarheid ### 5. **Uitbreidingsmogelijkheden:** - Parallelle/reactieseries toevoegen - Temperatuurafhankelijkheid (Arrhenius-vergelijking) - Differentiële vergelijkingen oplosser gebruiken voor complexere systemen De gegenereerde data kan direct worden geïmporteerd in Excel, Origin, of andere data-analyse software voor verdere verwerking en presentatie.