化学定量分析软件.doc

化学定量分析软件分析化学是研究物质化学组成的表征和测量的科学，主要任务是鉴定物质的化学组成、结构和测量有关组分的含量。定量分析是分析化学的一个分支学科，主要任务是在待测物组分已知的基础上进行的对各组分相对含量的测定，是分析化学中最重要的内容之一。在科学研究中，通过定量分析可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示其规律，把握其本质，理清事物之间的关系，预测事物的发展趋势。定量分析的分类根据不同的角度可有多种分类形式，这在很大程度上取决于被分析物质的性质。按照分析测定步骤中所用实验方法的不同，定量分析方法可分为重量分析、容量分析、热分析、电化学分析、色谱分析（1）、光化学分析以及各种各样的物理分析方法。现代仪器分析方法的发展和普及使一些定量分析变得简单、方便而且准确，但仪器分析法也存在一定的局限性。而化学法定量分析（2）作为经典的定量分析方法，以分析方便、迅速、准确的特点，被广泛使用。化学定量分析软件（版本号：RSFX-DL2.0）是根据化学定量理论和操作程序进行逻辑、推理、归纳，通过人机对话方式，对待测物进行比较准确、全面的分析的一套软件。该软件既可作为优秀的教学软件使用，也可以应用于工矿企业的实际化学定量分析操作中。一、定量分析定量分析是在待测物组分已知的基础上进行的对各组分相对含量的测定。1、定量分析方法化学定量分析法主要包括滴定分析法（或称容量分析法）和重量分析法两大基本方法。 酸碱滴定 络合滴定法 滴定分析法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法化学定量分析法 沉淀法重量分析法 气化法 提取法电解法2、化学定量分析的基本原理在化学定量分析中都包含有一个与被测组分定量地起作用的化学反应。 基本反应为： mC+nRCmRn x v w C为被测组分，R为试剂，可根据生成物CmRn的量w，或与组分C反应所需的试剂R的量v，求出组分C的量x。若用称量方法求得生成物CmRn的重量，我们称这种方法为重量分析。若从与组分反应的试剂R的浓度和体积求得组分C的含量,我们称这种方法为滴定分析或容量分析。以上是定量分析计算的基本原理。二、软件简介1、软件开发过程及设计特点在实际分析中，由于待测物性质的不同，需要选用不同的鉴定方法和分析试剂对待测物进行定量分析,而对待测物性质的分析以及待测物是否具备使用某种分析方法的条件的判断是定量分析的关键。因此,进行定量分析的步骤可以归纳为:判断待测物的性质；根据其性质选用相应的鉴定方法和鉴定试剂；通过待测物与鉴定试剂以及二者生成物之间的定量反应关系求出待测物的量。为了使在实际的定量分析操作中得到准确、可靠的结果，化学定量分析软件（版本号：RSFX-DL2.0）在开发过程中紧紧围绕上述三个步骤,通过软件自带的各种化学常数数据库以及分析试剂数据库的支持，完成对待测物所具备性质的判断,据此完成定量分析方案的确定。然后按照滴定分析法和重量分析法，根据化学定量理论和相关操作程序进行逻辑判断、推理、归纳，通过人机对话方式，完成定量分析。本软件的设计特点在于：首先针对待测物质的不同性质设计了不同的分析方案，使分析结果更加准确、可靠。而且该软件提供了多种分析方案，可以满足在不同检测条件下对待测物质的分析。其次，该软件对测试项目从样品采集到测试结果的确定都给出了具体的、逻辑性强的实验分析过程及相关信息，通过数据库的支持，能够在操作者的指令下完成样品的初步分析，进而确定分析方案，进行样品制备、定量分析、数据处理、误差分析，而且能够自动记录，并生成标准的定量实验报告，方便用户存档、查询和打印。2、软件基本功能模块本软件共有十大功能模块，即基本功能、基本信息、样品准备、初步分析、试液准备、方案确定、分析方法、客户报告、数据库维护、帮助。三、软件的使用1、基本功能 此项包括数据备份、数据恢复和退出系统三部分。用户可在此功能块中备份或打开所需的数据库（建议用户不要把数据库备份到系统盘或本软件的安装目录下），以便用户对数据库进行查找和使用。2、使用本软件对待测物进行定量分析的程序（1）基本信息基本信息是关于某项实验内容基本信息的纪录，要进行一项试验检测必须填写相关实验信息，方便用户以后的查询与使用。基本信息填写完后，点击“添加”提交数据，即可进行检测。（2）定量检测定量检测程序为本软件的主要程序，包括实验分析准备、分析方案确定、分析方法三个基本步骤。（2.1）实验分析准备此部分为待测物质在检测前所进行的处理和分析，是分析方案及分析方法确定的必要前提，分为样品准备、初步分析、试样准备三个步骤。(1)样品准备：样品准备的目的是使所备试样具有高度的代表性，即使少量的试样所得的分析结果能反映出物料的真实情况。此部分包括样品采集和分析试样制备两部分。单击样品准备菜单项进入操作界面（如图1）：图1 样品准备/样品采集界面单击样品采集单选按钮，在左侧的面板中选择采样物态，同时右侧会显示相应的物态采集方法以供参考，采集完毕后在左侧输入框中填写相应数据并提交。分析试样制备操作方法同样品采集方法相似。但分析试样制备必须在样品采集的前提下进行。（2）初步分析：初步分析师关于分析试样的一些基本属性，可为恰当分析方案的确定提供参考。 （3）试液准备：此部分包括试样分解（待测试样为固态）、试液处理、试液分析三个步骤。如果待测试样是固态，则单击试液准备/试样分解菜单项即可进入操作界面。气态和液态试样不可进行试样分解项目，而直接进行“试液处理”项目。 在操作界面中的分解方法下拉框中选择分解方法，操作面则会相应列出该方法可用的试剂，用户可选择适合的一种，在右侧面板中就会显示该试剂的相应信息，用户补充输入试样溶质的质量和溶液总体积后单击提交按钮提交信息。 试液处理：试液处理包括分离和富集、稀释两种方法。操作程序同试样分解相似。但分离和富集与稀释两个项目用户只能选做其一。试液分析：此部分包括待测试液描述和组分描述两部分。操作界面如图2。 单击试液准备/试液分析菜单项，即可进入该界面： 图2 试液准备/试液分析界面在待测试液描述部分输入试液的各种特征后单击提交按钮提交数据。其中，在特征阳离子和特征阴离子输入框中输入数据后，单击相应的阳离子属性或阴离子属性就可以在其右侧面板中显示相应离子的基本信息。这些信息将为以后的方案确定提供重要依据。在组分描述界面中输入所需的各种数据后单击提交按钮即可提交数据。（2.2）分析方案确定在试样准备完成后，点击“提交”，即可进入“分析方案确定”界面（如图3）：图3分析方案确定界面用户可根据待测试液的相关信息，认真参照界面右侧的各滴定分析法所具备的特征，选择一种最合适的分析方案。点击“确定”，即可进入相应的分析方案。（2.3）分析方法 在确定分析方法后，即可进行定量分析操作。下面以酸碱滴定法操作为例进行说明。图4为酸碱滴定分析法的操作界面：图4 酸碱滴定分析法的操作界面待测试液分析：当进入分析方法界面后，在左侧面板的待测物特征下拉框中选择待测物所属的酸碱类别后单击确定，在右侧的分析方案面板中就会显示该待测物所用的滴定方法。实验准备：选择实验中所用的分析仪器、标准溶液、指示剂、缓冲溶液、分析试剂。实验准备完成后，用户单击“提交”，提交相关数据（相关数据会在以后的试验报告中显示）即可。实验步骤：单击“实验步骤”选项即可进入相应界面，再此界面中将会显示前面待测试液分析所确定的具体试验方法和实验步骤，用户可根据此来进行试验。数据处理：此界面共分为四部分，如图5：图5 分析方法/数据处理操作界面 界面左上部是标准溶液名称和浓度的自动显示，供用户在数据计算中代入。 界面左下部是方程式配平，用户可以输入方程式，然后单击配平，在配平后的系数中将会显示配平系数供用户在数据计算中代入。此后，每输入一个方程式需提交该方程式，以便将来在实验报告中显示。 当用户计算完毕后,在右上部的实验数据输入面板中输入通过试验和初步计算所得的待测试液组分离子的摩尔数,单击计算按钮则在右下部的计算结果面板中显示所得的最终数据,提交该数据。误差分析：用户需对实验过程中可能引入的误差进行分析，并判断其对实验结果所造成的影响。提交数据，则误差分析会在生成的报告中显示。至此，定量分析实验操作程序完成。3、客户报告本软件为用户提供了试验记录报告和试验检测报告两种报告类型，用户可根据自己的需要选择生成的报告类型。4.数据库的修改本软件对实验过程中所用到的实验设备和化学常数数据库设置了添加、删除、修改、查询的功能，用户可根据需要对数据库进行修改，以便日后查询和使用。四、软件发展前景随着分析化学学科的快速发展和与其他学科的交叉渗透，把化学定量分析应用于计算机中，并建立与其他应用系统的数据接口，建立分析化学实验室管理一体化，实现现代分析化学的信息化、网络化，已成为日后该软件的发展方向。例如：1把定量分析与虚拟化学试验室的操作程序相连接。即操作者可根据本软件提供的操作程序，在虚拟实验环境下进行实验操作，将理论与操作结合起来。以本软件提供的操作和分析程序为理论依据，用户不仅可以亲身体验操作过程，而且不必担心实验过程中的安全问题，而且可通过多媒体形式将其表达，真正达到人机互动的目的。2把定量分析与网络化学虚拟仪器系统相结合，实现远程监控。用户端（与本软件相连接）可利用C/S、B/S建立与服务端的网络通信，通过Internet网，将现场检测信号以及相关信息数据传送到远程用户端，用户端便可根据本软件提供的逻辑实验操作分析程序，操作和控制现场虚拟仪器。五、结束语化学定