import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# La reaction consideree est A + B -> C + D
# Coefficients stoechiometriques
a, b, c, d = 1, 1, 1, 1
# Quantites de matiere initiales et volume initial
n_iA, n_iB, n_iC, n_iD = 0.1, 0.6, 0, 0
V = 100.0e-3
# Constante d'equilibre
K = 1
# Calcul de l'avancement final et generation des valeurs de x entre 0 mol et xmax
xmax = min(n_iA/a, n_iB/b)
x = np.arange(0, xmax, xmax/10000.0)
tau = x/xmax
# Calcul des quantites de matiere et du quotient de reaction a chaque avancement x
n_A = n_iA - a*tau
n_B = n_iB - b*tau
n_C = n_iC + c*tau
n_D = n_iD + d*tau
Q_r = ((n_C/V)**c * (n_D/V)**d) / ((n_A/V)**a * (n_B/V)**b)
# Determination de l'avancement final x_f
for i in range(len(x)) :
   if (n_A[i] > 0 and n_B[i] > 0) :
       x_f = x[i]
       i = i+1
   else :
       continue
       
ymax = max(n_iA/V, n_iB/V)
ymin = 0
plt.subplot(2,1,1)
plt.ylabel('Quantites de matiere \n de A, B, C et D (mol/L)', fontsize=8)
plt.title('Evolutions des concentrations', fontsize=8)
plt.grid()
plt.axis(xmin=0, xmax=x_f)
plt.axis(ymin=0, ymax=ymax)
plt.axvline(x = x_f/xmax, label = '$\\tau_f$')
plt.plot(x, n_A/V, color = 'red', label='$n_A$')
plt.plot(x, n_B/V, color = 'blue', label='$n_B$')
plt.plot(x, n_C/V, color = 'green', label='$n_C$')
plt.plot(x, n_D/V, color = 'orange', label='$n_D$')
plt.legend()
plt.show()
plt.subplot(2,1,2)
plt.xlabel('Taux d\'avancement $\\tau$', fontsize=8)
plt.ylabel('Constante de reaction $Q_r$ \n et constante d\'equilibre $K$', fontsize=8)
plt.title('Evolution du quotient de reaction \n en fonction de l\'avancement', fontsize=8)
#plt.axvline(x = x_f/xmax, label = '$\\tau_f$')
plt.axis(xmin=0, xmax=x_f)
plt.plot(x, K*np.ones(len(x)), color = 'blue', label='$K$')
plt.plot(x, Q_r, color = 'red', label='$Q_r$')
plt.yscale('log')
plt.legend()
plt.show()