浅谈计算机技术在应用化学中的研究进展

浅谈计算机技术在应用化学中的研究进展

赵杜代新疆兵团第九师166团中学834612

一、应用化学的概念

应用化学是根据化学的基本理论和方法对工业生产中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究以及实验开发研究的一门科学。其研究范围涵盖整个化学领域,融科学理论和实践于一体,并与多门学科相互渗透,在推动科学技术的进步中显示出非常重要的作用。

21世纪是信息化的世纪,以计算机为核心的信息技术已走进我们的工作和生活,它的发展为我们带来了翻天覆地的变化。通过研制微机辅助测量及数据处理系统,大大减少了传统实验在人工读数、记录和处理等过程中所引入的人为误差,使各类实验的数据采集、显示、存储和处理合为一体,极大地提高了化学实验的自动化程度和实验数据的测量精度。

如魏永生等在燃烧热的测定实验中,采用微机技术,用精密测温型热敏电阻构成的高灵敏度感温电桥作为传感器,在小温差(5℃)范围内,分辨率和稳定性能达到0.0001℃的精度,数据采集方便、快捷。因此,将计算机技术应用到化学领域已是当今世界的主要潮流。应用计算机可以缩短研究时间,为研究者提供科学的研究结果。本文就计算机技术在仪器分析中的应用、提高选择性和灵敏度的研究、对反应速率方程的确定、计算机在材料化学中的应用这几个方面进行分别讨论。

二、计算机在分析化学中的应用

1.计算机在仪器分析中的应用。

计算机在仪器分析中的应用是广泛的,根据仪器的简单与否,配备的计算机也有简单复杂之分。小到单片机、单板机,这种计算机作为仪器部件的一部分,同分析仪器组装在一起,主要功能是控制仪器操作程序和简单的数据处理。而大、中型计算机往往是同一些比较复杂的仪器联用,如质谱仪、核磁共振仪等。

2.提高选择性和灵敏度的研究。

提高选择性和灵敏度的研究主要在测定酸碱滴定终点的线性计算和线性作图法,这是定量分析的一种新形式。在数据处理方面,线性回归、曲线拟合等使用极为广泛,许多数值计算工作可用程序计算器代替。

(1)溶液浓度的测量。

主要是以离子选择电极作为浓度传感器,通过自制放大电路或将离子计与计算机联机采集浓度数据。一般的微机应用系统都能明显改善实验结果的精密度和准确度,并能实现一般方法难于完成的测定工作。如采用微机系统同时准确测定钾钠的浓度,将离子计与微机联机,通过多参数跟踪技术研究盐类溶解的动力学行为等。

(2)测体积类。

王苏文等设计了一套由针筒、活塞、平衡砝码和电位计构成的气体体积传感器与计算机联用。在实验中电压输出能精确到0.01%的精密度,可适用于不同的测量范围,结构简单,受外界环境因素影响小,已经应用于H2O2分解动力学的实验中。

(3)测吸光度。

用计算机改造国内普遍使用的721型分光光度计,能显著地提高原机分析结果的精密度、准确度以及浓度分析范围,能达到0.0001A的分辨率、透光率重现性误差不大于0.06%以及2.5A的精确读数范围,同时又提供了许多只有在高档进口仪器上才有的智能化数据处理功能。

3.对反应速率方程的确定。

在物理化学实验中,借助计算机,采用可视化VB语言,用高斯消元法拟合线性模型来处理待定参数的实验数据,可有效避免作图过程中产生的误差,能得到准确、科学、真实的实验结果。如用计算机处理线性模型的方法可以确定“丙酮碘化反应的速率方程”。

三、计算机在材料化学中的应用

计算机在材料化学中的应用大致可分两类:一类是模拟,一类是计算。主要是对晶粒大小的模拟和点阵常数的计算。采用计算机对数据进行处理的过程中,速度提高的同时,也对结果的准确度和精确度提出了更高的要求。因此有必要对产生数据的实验过程和处理数据的计算过程进行尽可能准确的量化控制,以期得到最符合实际的结果。

四、结束语

21世纪是信息化的世纪,以计算机为核心的信息技术已走进我们的工作和生活,它的发展为我们带来了翻天覆地的变化。因此,将计算机技术应用到化学领域已是当今世界的主要潮流。计算机技术已是人们的共识,将它应用于化学领域已成为现代化学发展的主要趋势,其作用已经得到充分的肯定。相信随着计算机和网络技术的发展以及计算机走进化学工作者的办公室,化学领域将会得到前所未有的进步。

参考文献

[1]魏永生魏海珍微机自动控制和数采技术在化学实验中的应用[J].大学化学,2000,15(2):37。

[2]周秀霞计算机在化学分析仪器和实验室管理中的应用[J].冶金分析,2000,20(2):40.

[3]王苏文袁立新徐达圣洪夕荣微机在“H2O2分解动力学”实验中的应用[J].大学化学,1996,11(2):42-44。

[4]魏永生魏海珍微机自动控制和数采技术在化学实验中的应用[J].大学化学,2000,15(2):37-39。

[5]陈岚梁焕珍李锐星喻克宁徐菊白辰东计算机在定量相分析中的应用[J].计算机与应用化学,2003,20(2):194。

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