Развитие хемометрического подхода к обработке кривых осадительного потенциометрического титрования и его применение в анализе смесей веществ

• Автор: Зарубин, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ СИМВОЛЫ И СОКРАЩЕНИЯ.IО

КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ КРИВЫХ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ.

1.1 Дифференциальные методы.

1.2 Методы обработки кривых потенциометрического титрования, основанные на их физикохимическом моделировании.

1.3 Метод численного статистического моделирования метод МонтеКарло

1.4 Метод эмпирического моделирования с использованием нейронных сетей

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

КРИВЫХ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ ПО РЕАКЦИЯМ

ДРОБНОГО ОСАЖДЕНИЯ

2.1 Вывод уравнения кривой титрования.
2.2 Линеаризация кривой титрования
2.3 Расчет параметров титрования
2.4 Расчет статистических весов.
2.4.1 Стадия осаждения иона А.
2.4.2 Стадия осаждения иона В.
2.4.3 Стадия осаждения иона С.
2.5 Численное статистическое моделирование кривой титрования
2.5.1 Стадия осаждения иона А.
2.5.2 Стадия осаждения нона В.
2.5.3 Стадия осаждения иона С.
ЛИНЕЙНЫЙ РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ ТИТРОВАНИЯ.
3.1 Апробация метода на материале компьютерного эксперимента
3.1.1 Смесь серебра1 и кадмияИ
3.1.2 Смесь медиП и селена1У
3.1.3 Смесь кадмияН, ртутиН и теллураЦУ
3.1.4 Прогнозирование случайной погрешности оценки точки эквивалентности по предлагаемому методу
3.2 Применение метода к анализу модельных растворов и реальных объектов.
3.2.1 Аппаратура и реактивы.
3.2.2 Смесь серебра1 и кадмияН
3.2.3 Смесь кадмияН и теллура1У.
3.2.3.1 Анализ модельных растворов
3.2.3.2 Анализ основного состава полупроводникового теллурида кадмия
3.2.4 Смесь ртутиН и теллура1У
3.2.5 Смесь кадмияП и селена1У
3.2.6 Смесь медиН и селенаГУ
3.2.6.1 Селективное титрование меди II и селена IV в их смеси при различных среды .
3.2.6.2 Дифференцированное титрование меди II и селена IV в их смеси при постоянном значении
3.2.6.3 Анализ основного состава полупроводникового селенида меди.
3.2.7 Смесь ртутиН и селена IV
3.2.8 Смесь ртутиН, теллура1У и кадмняН.
3.2.8.1 Анализ модельных растворов
3.2.8.2 Анализ основного состава полупроводникового сплава теллуридов кадмия и ртути
3.2.9 Смесь палладия, серсбраи меди
3.2. Смесь серебра, свннца и никеля
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Построены математические модели кривой потенциометрического титрования смеси двух и более гетсровалентных ионов по реакциям дробного осаждения и предложен метод ее использования для преобразования экспериментальной кривой титрования в линию многофазной регрессии, коэффициенты которой определяют оценки последовательных точек эквивалентности и произведений растворимости осаждающихся соединений. Составлены программы на языке РаБса1 для численного статистического моделирования кривых дифференцированного потенциометрического титрования двух и трех гетеровалентных ионов смеси и обработки кривых титрования по предлагаемому методу. Выявлен характер влияния случайных погрешностей измерения потенциала на погрешность определения точки эквивалентности. Практическая ценность. Выполненная работа расширяет возможности использования метода потенциометрического титрования в многокомпонентном анализе. Предложенные методики анализа полупроводниковых материалов и сплавов отличаются простотой, надежностью и экспрессностью, не требуют дорогостоящей аппаратуры. Алтайском и Томском университетах, что подтверждено соответствующими актами. Апробация работы. Европейской конференции по аналитической химии ЕШЮАЫАЬУЗИ Дортмунд, , VIII Скандинавском симпозиуме по хемометрике Мэриехамн, , VII Конференции Аналитика Сибири и Дальнего Востока Новосибирск, , II и IV Региональной студенческой научнопрактической конференции Химия и химическая технология в XXI веке Томск, и , Российской молодежной науч. Российской науч. Полифункциональные химические материалы и технологии Томск, и . Публикации, По теме диссертационной работы опубликовано работ в виде статей, тезисов и докладов. Структура диссертации. Работа изложена на 8 страницах состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка цитированной литературы, содержащего 0 наименований и пяти приложений содержит рисунков и таблиц. Основное содержание работы. В первой главе литературный обзор рассмотрены методы оценивания точки эквивалентности по данным потенциометрического титрования. Отмечены их достоинства и недостатки, обоснован выбор подхода, учитывающего реальные физикохимические взаимодействия в растворе в сочетании с регрессионным анализом линеаризованной кривой титрования. В этой же главе описан принцип численного статистического моделирования кривых титрования по методу МонтеКарло. Во второй главе построена математическая модель кривой потенциометрического осадительного титрования нескольких гетеровалентных ионов по реакциям дробного осаждения и предложен способ ее использования для преобразования экспериментальной кривой титрования в линию многофазной регрессии, параметры которой определяют последовательные точки эквивалентности и произведения растворимости образующихся осадков. Диссертационная работа выполнена в рамках плановой темы кафедры аналитической химии Томского государственного университета. В настоящее время в химии, как и во многих других науках, вычисления с помощью компьютеров составляют значительный процент от общего объема работ. Большое количество экспериментальных данных можно было бы продуктивно обработать и качественно интерпретировать, если бы химики имели в своем распоряжении математическую модель изучаемого ими процесса. Говорят, что с се помощью можно идентифицировать процесс. Термин идентификация употребляется в основном теми исследователями, которые использует приемы и подходы хемометрики. Для химика идентификация означает в первую очередь построение математической модели,которая отражает молекулярный механизм процесса или, по крайней мере, правильно передает зависимость наблюдаемой в эксперименте величины от одной или нескольких других величин. В аналитической химии математическая модель позволяет выносить качественные и количественные заключения о составе и свойствах исследуемого объекта, рассчитывать параметры изучаемого процесса и прогнозировать его поведение на уровнях, которые непосредственно химикоманалитиком не исследованы 4. Знание определенных параметров химических процессов необходимо для планирования эксперимента и умелого использования свойств вещества в технологических целях. Благодаря бурному развитию электронновычислительной техники и массовому вхождению персональных компьютеров не только в лаборатории, но и дома научных работников трудно ныне представить решение расчетных задач без помощи ЭВМ.