Реферат: Компьютерное моделирование комплексометрического титрования смесей металлов - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Компьютерное моделирование комплексометрического титрования смесей металлов

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 110 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Компьютерное моделир ование комплексометрического титрования смесей металлов Д. В. Калашников, В.И. Вершинин, Омский государственный университет, кафедра аналитической химии и химии нефти Постановка задачи и выбор модели. М оделирование комплексометрического титрования металлов позволяет в х оде вычислительного эксперимента провести априорную оптимизацию, что особенно важно при создании новых методик анализа. Известен ряд моделей и компьютерных программ на их основе [1-3], однако возможность титрования с месей металлов в подобных моделях обычно не предусматривалась(1) Именно этот случай имеет первостепенное значение для комплексометрии: методи ки, не требующие разделения определяемых металлов, как правило, менее тр удоемки и дают более точные результаты [5]. Ранее мы использовали системы у равнений материального баланса для моделирования титрования одного ме талла произвольным лигандом в присутствии маскирующего вещества [6]. Дан ный подход позволяет обходиться без грубых упрощений (условных констан т) и правильно моделировать кривые титрования, имеющие несколько скачко в [7]. Целью настоящей работы было создание на этой же основе модели для ком плексометрического анализа смесей металлов, в том числе в условиях маск ирования. В ходе данной работы необходимо было: построить модель, приближенную к р еальным условиям комплексометрического анализа; разработать алгоритм расчетов; составить реализующую его программу для IBM-совместимых компью теров и подтвердить правильность ее работы сопоставлением результатов расчета с литературными данными, относящимися к комплексонометрии. По нашему мнению, необходимым и достаточным приближением можно считать следующую модель. Пусть при температуре 250С в водном растворе с нулевой ио нной силой и произвольным значением рН присутствуют ионы нескольких (не более трех) металлов М1, М2, М3 и может присутствовать маскирующее вещество R, дающее с имеющимися металлами равновесную смесь комплексов. В ходе тит рования раствор лиганда Y вводится отдельными небольшими порциями, прич ем после каждого прибавления достигается химическое равновесие. М1, М2 и М 3 подвержены ступенчатому гидролизу, а R и Y ступенчато протонируются. Макс имально возможное координационное число металлов - 6; дентатность лиганд ов может быть любой, основность их - не более 4. Наличие прочих компонентов раствора в модели не учитывается, т.е. требуется химическая инертность п римесей. В системе не образуются смешанные, протонированные и полиядерн ые комплексы, не протекают окислительно-восстановительные реакции, не в ыпадают осадки. Начальные общие концентрации компонентов, рН раствора и константы равновесий известны. рН раствора и его температура в ходе титр ования остаются постоянными. В наиболее сложном случае (присутствуют 3 металла и 1 маскирующее веществ о) условие материального баланса приводит к системе из пяти уравнений, а именно: где СМ1, СМ2, СМ3, СY, СR - текущие общие концентрации M1, M2, M3, Y, R соответственно. После подстановки констант и алгебраических преобразований получаетс я пригодная для численного решения система из пяти нелинейных уравнени й с пятью неизвестными, которыми являются равновесные концентрации [M1], [M2], [M3], [Y] и [R]. Аналогичная система для более простого случая приведена нами в [6]. Программная реализация модели. Решение системы уравнений осуществляет ся по квазиньютоновской схеме, предполагающей возможность дробления н ьютоновского шага с целью недопущения выхода за пределы области локаль ной сходимости итерационного алгоритма [8]. Это позволяет обеспечить гло бальную сходимость на множестве допустимых входных параметров и прием лемую скорость вычислений на современных ЭВМ. DVK Complexometry (ОмГУ, 1999) написана на я зыке Object Pascal и предназначена для работы в операционных системах Windows 95/98/NT. Польз овательский интерфейс организован в соответствии с основными принципа ми GUI. Кроме главного исполняемого файла дистрибутив содержит инсталлят ор, деинсталлятор, справочный файл в формате MicroSoft Help Workshop, а также отдельные ба зы данных по протонированию, гидролизу и комплексообразованию, содержа ние которых в основном соответствует справочнику [9]. Время расчета самых сложных кривых титрования на машинах с процессором Pentium 200 не более 1 минуты. Входными параметрами программы являются: рН, начальные общие концентра ции металлов (С0М1, С0М2, С0М3), концентрация титранта (СТ) и его максимальный об ъем, добавляемый в ходе титрования (VT), начальный объем титруемого раствор а (V0) и шаг ввода титранта. В случае учета маскирования необходимо задание начальной общей концентрации постороннего лиганда (С0R). В качестве компо нентов моделируемой системы можно задавать вещества, имеющиеся во встр оенной базе данных - в этом случае все необходимые константы равновесий подгружаются в программу автоматически. Для веществ, не включенных в баз у данных, логарифмы констант учитываемых равновесий вводятся вручную. Рис. 1. Расчетная кривая комплексонометрического титрования смеси Fe(III) и Co(II) С0Fe = C0Co = 0,01 M; V0 = 20 мл; рН 4 Рис. 2. Расчетные кривые комплексонометрического титрования смеси In(III) и Cd(II) в разных условиях С0In = C0Cd = 0,01 M; V0 = 20 мл; рН: a - 7; б - 5; в - 2 Рис. 3. Расчетные кривые комплексонометрического титрования смеси Zn(II) и Pb(II) при использовании фенантролина в качестве маскирующего реагента С0Zn = C0Pb = 0,01 M; V0 = 20 мл; рН 7; CR: a - 0; б - 0,05 (моль/л) Основной расчетной процедурой программы является построение интеграл ьной и дифференциальных кривых титрования, т.е. функций вида рX = f(V), dpX/dV = f(V) и d2pX/dV2 = f(V), где V - добавленный объем титранта, а X - любой из компонентов моделируе мой системы, а именно М1, М2, М3, Y или R. Предусмотрено исследование функции р Y = f(V) на наличие точек перегиба и получение данных по всем скачкам титрован ия. Для любого значения V возможен расчет состава раствора, т.е. равновесны х концентраций всех присутствующих в системе частиц; для каждого металл а рассчитываются доли его нахождения в каждом из образующихся комплекс ов. Можно рассчитывать и сравнивать до пяти вариантов титрования, отлича ющихся по одному или нескольким входным параметрам; соответствующие кр ивые титрования строятся на одном графике. Результаты расчета и/или граф ики могут быть выведены на печать, а входные параметры любого из вариант ов титрования сохранены на диске в отдельном файле. В качестве примера н а рис.1 приведена расчетная дифференциальная кривая титрования смеси Fe(III) и Co(II) раствором ЭДТА. Отчетливо видны два скачка, причем положение точек пе региба соответствует теории. Примеры использования программы. С помощью данной модели можно количес твенно прогнозировать влияние М2 на результат комплексометрического о пределения М1 в заданных условиях. Примером может быть определение Cu(II) в пр исутствии Ca(II) и Al(III) при рН 5 (титрант - ЭДТА). Расчет показывает, что определени ю меди не мешает кальций вплоть до стократного избытка, но мешает алюмин ий. Аналогичный расчет может быть проведен для подбора природы и концент рации вещества, селективно маскирующего М2. В вышеуказанных условиях так им веществом может служить фторид. Не менее важно применение программы для оптимизации методик анализа см есей металлов. Известно, что комплексонометрический анализ смеси метал лов без их предварительного разделения можно провести, варьируя рН раст вора. Так, в нейтральной среде определяется сумма In(III) и Cd(II), а в сильнокислой - титруется только индий, содержание же кадмия определяется по разности [10]. Результаты компьютерного эксперимента согласуются с этими данными (р ис. 2). Отметим, что при рН 5 на кривой титрования наблюдаются 2 скачка, что поз воляет определять индий и кадмий порознь даже за одно титрование. Оптима льная кислотность раствора для раздельного определения других металло в в их смесях могут прогнозироваться аналогичным способом. Раздельное определение концентраций Zn(II) и Pb(II) при их совместном присутств ии не может быть выполнено аналогичным способом вследствие сходства ко нстант устойчивости соответствующих комплексонатов. На основе компьют ерного эксперимента можно предложить ряд селективных маскирующих реаг ентов (рис. 3). Этот принцип ранее был использован при анализе реальных объ ектов, содержащих цинк и свинец [11]. По нашему мнению, программа может использоваться не только для создания или оптимизации методик анализа любых реальных объектов, но и в учебном процессе при изучении студентами курса аналитической химии. Однако это т вопрос требует отдельного рассмотрения. Список литературы Tripathi V.S. // Talanta. 1986. V.33. N 12. P. 1015-1020. Hu N., Lin S. // J. Beijing Normal Univ. Nat. Sci. 1989. 3. P. 73-79; РЖХим. 1989. 7Г17. Гармаш А.В., Барбалат Ю.А. Комплекс обучающих программ для ПЭВМ. М.: МГУ. 1991. 69 с. Rozycki C. // Chem. Anal. 1988. V.33. 6. P. 977-986; РЖХим. 1990. 7Г10. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М.: Химия, 1970. 286 с. Калашников Д.В., Вершинин В.И., Петрук Е.А. // Вестник Омского университета . 1998. No 3. C. 32-34. Калашников Д.В., Вершинин В.И. // ЖАХ. 2000. Т. 55. N 1. (в печати). Ортега Дж. Итерационные методы решения систем уравнений со многими неиз вестными. М.: Мир, 1975. С. 178-211. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с. Антонович В.П., Пресняк И.С., Шелехина Е.И., Ласовская О.Н. // ЖАХ. 1995. Т. 50.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Суббота - самый тяжёлый день недели. Надо и отдохнуть, и выспаться, и погулять, и побухать. И не знаешь, с чего начать.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Компьютерное моделирование комплексометрического титрования смесей металлов", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru