Компьютеризованный многокомпонентный вольтамперометрический анализ

• Автор: Румянцев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с.

Содержание
Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Применение ЭВМ в вольтамперометрическом анализе

1.1.1. Особенности использования ЭВМ в вольтамперометрическом анализе

1.1.2. Регистрация вольтамперных кривых

1.1.3. Фильтрация вольтамперного сигнала после его регистрации

1.1.4. Уменьшение и учет остаточного тока

1.2. Использование математических моделей в вольтамлерометрии

1.2.1. Моделирование вольтамперометрических откликов индивидуальных деполяризаторов

1.2.2. Моделирование откликов нескольких деполяризаторов для разделения перекрывающихся сигналов
1.2.3. Требования к электрохимическим системам для разработки алгоритма анализа контура смеси
1.2.4. Системы на основе РЬП, V, Т11, 1пШ, II для моделирования полярографических сигналов
1.2.5. Инверсионные вольтамперометрические сигналы 1I, I,
и II
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .
2.1. Моделирование индивидуального вольтамперометрического
сигнала
2.1.1. Симметричные пики
2.1.1.1. Первая производная уравнения полярографической волны
2.1.1.2. Модель с экспериментальными параметрами сигнала
2.1.2. Несимметричные пики
2.1.2.1. Моделирование разностью полуволн
2.1.2.2. Модифицирование модели симметричного пика
2.2. Представление экспериментальной кривой в памяти ЭВМ
2.3. Расчет параметров уравнений моделирующих функций
2.4. Регрессионный анализ подпрограммы многокомпонентной
системы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Методические вопросы
3.1. Аппаратура, реактивы, приготовление растворов
3.2. Система управления вольтамперометрической установкой
3.3. Регистрация экспериментальных кривых Глава 4. Первичная обработка экспериментальных кривых
4.1. Устранение экспериментальных шумов
4.2. Вычитание базовой линии
4.3. Общий алгоритм первичной математической обработки экспериментальной кривой
Глава 5. Практическое использование разработанных подходов в анализе многокомпонентных систем
5.1. Арифметические действия с кривыми и их использование в
обработке сигналов
5.2. Анализ многокомпонентной смеси в переменнотоковой полярографии
5.3. Выделение сигнала индивидуального компонента в вольтамперометрии
Заключение
Выводы
Список литературы


Поэтому в вольтамперометрических установках используют комбинированную аналогоцифровую схему, состоящую из аналогового усилителя, позволяющего задавать диапазон токов, АЦП и цифроаналогового преобразователя ЦАП. Использование комплексов, в которых развертку задает не аналоговый прибор, а ЭВМ, вносит ряд дополнительных особенностей в процесс регистрации вольтамперометрической кривой. Даже в случае использования линейной развертки напряжения наличие дискретности цифроаналогового преобразования приводит к другой форме выходного сигнала рис. Рис. Вид линейной развертки напряжения с применением цифроаналогового преобразования 2 и без него 1. Получающаяся зависимость потенциала от времени является ступенчатой, причем величина ступени по оси абсцисс определяется скоростью развертки, а по оси ординат величиной напряжения на единицу разрядности преобразователя. ЭВМ. Авторы 1 отмечают, что системы полярраф ЭВМ полярограф уступают обычным полярографам при выделении малых сигналов за счет значительного повышения уровня помех. Рассматриваемым комплексам присущи также черты и преимущества устройств, в которых ЭВМ применяется только в качестве регистрирующего прибора. Необходимо отметить, что современные вольтамперометрические установки являются программноаппаратными комплексами и включают в состав не только сложный электрохимический прибор с интерфейсом, но и комплект программного обеспечения, без которого прибор неработоспособен. При этом, реализация того или иного варианта вольтамперометрического метода анализа обусловлена зачастую не устройством прибора, а гибкостью программного обеспечения. Такие приборы названы 2 виртуальными, и одним из их достоинств является компактность установки и широкие возможности использования сам прибор является в основном блоком высококачествешсых усилителей, а методическое обеспечение и варианты вольтамперометрии реализуются управляющей программой. Вышесказанное приводит к необходимости исследования стадий получения и обработки волътамперометрической кривой, используя широкие возможности программирования ЭВМ. ЭВМ 39. При этом компьютер играет роль как регистрирующего, так и управляющего устройства. Это позволяет проводить количественный анализ по известным методикам, существенно ускоряет рутинный анализ и значительно упрощает работу со сложным электрохимическим оборудованием благодаря наличию простой в использовании подсказки и удобного интерфейса. Примером может служить хорошо зарекомендовавший себя полярограф ПУ1. Использование математических алгоритмов позволяет получать более гладкие кривые, проводить анализ в полуавтоматическом режиме, сравнивать и усреднять результаты. Время на обработку полярографической кривой при этом сокращается в десятки раз, что позволяет экспериментатору сосредоточиться на решении конкретных аналитических задач. Вместе с тем, возможности управления таким прибором ограничены, так как задание значений параметров электрохимического эксперимента производится с панели ПУ1. Приборы, интегрированные с ЭВМ 2, позволяют полностью управлять электрохимическим экспериментом с клавиатуры персонального компьютера и реализуют различные варианты обработки полученного отклика. Однако, как уже было упомянуто, регистрация на аналоговом самопишущем приборе существенно отличается от регистрации с использованием аналогоцифрового преобразования. Быстродействующий АЦП позволяет применять варианты регистрации, недоступные при использовании самопишущего прибора. Такие варианты обычно направлены на уменьшение экспериментального шума. Простейшим способом получения более гладких кривых при регистрации является неоднократное повторение аналитического цикла регистрации кривой с последующим расчетом среднего отклика по ряду зарегистрированных кривых 2. Такой подход использует предположение о воспроизводимости вольтамперометрического сигнала и о случайном законе распределения погрешности экспериментального шума. Уже двукратная регистрация при соблюдении перечисленных предположений позволяет в несколько раз 25 снизить значение шума на экспериментальной кривой.