Введение к работе
Актуальность темы, цель и задачи исследования, Потенциометри-ческое титрование - один из наиболее важных н распространенных инструментальных методов определения содержания основных и второстепенных компонентов в различных веществах и материалах, этот метод отличается хорошей точностью, прост а аппаратурном окрилений, технике исполнения, легко поддается автоматизации и компьютеризации,позволяет определять одновременно несколько компонентов в смеси, что весьма актуально для многих практических задач аналитической химии. Ценным качеством инструментального титрования вообще и потекциометрического, в частности,' является высокий информативный потенциал кривых титрования, позволяющий их использование не „ только' в практике химического анализа, но н в целях физико-химического исследования равновесных систем (определение произведений растворимости, констант устойчивости, констант ионизации); Однако, несмотря на широкий, постоянно пополняющийся ассортимент ноно-чувствнтельных электродных датчиков, применение метода ротеи-циоиетрического титрования в области многокомпонентного анализа ограничено пока еще довольно узкими рамками, это объясняется недостаточной в настоящее время изученностью аналитических возможностей как самих электродных датчиков, так и реагентов, перспективных для использования в тнтриметрическом многокомпонентном яна-т лиэе. Кроме того, из-за сложности формы и иных специфических особенностей кривых многокомпонентного титрования их интерпретации традиционными методами (по точке перегиба, дифференциальными методами, с помощью функций Грана и др.) часто либо затруднена, либо вообще некорректна,
для эффективного использования информации, содержащейся в кривых титрования, предложены подходы, основанные на методах . и средствах новой поддиецнплини аналитической химнн-хемометрикн: математическое моделирование, оптимизация, линейный и нелинейный регрессионный анализ, использования программных средств* и . электронно-вычислительной техники. Требованиям повседневной аналитической практики удовлетворяет компьютерный метод, основанный на преобразовании крив-.,1? титрования в линейную характеристику, параметры которой определяют оценкі) точки эквивалентности и константы равновесия реакции титрования (Б.И.Иарьянов с сотр.). Ранее :)Т(гг метод развит применительно к обработке кривых потенцишеїрнчесіого титрования многокомпонентных систем по реакциям дробного осаждения соединений простейшего состава 1:1.
..-4-
Целью настоящей диссертации является распространение метода линеаризации на более общий случай титрования сиеси изовалентных ионов, осаждающихся в виде соединений любого стехнометрического состава, и практическое приложение метода к анализу основного состава материалов оптоэлектроники и радиофармацевтического препарата
ДДК-ТІ-199'.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:'
на основе закона действия масс, уравнений материального баланса и Нернста для электрохимического потенциала построить математическую модель кривой потециометрического титрования нескольких нонов в смеси по реакциям дробного осаждения и обосновать метод ее использования для статистического оценивания параметров титрования (последовательных точек эквивалентности,' произведений растворимости образующихся соединений)і ..
разработать алгоритм счета параметров титрования по предлагаемому метолу и программу его реализации на ЭВМ;
апробировать метод на имитированных посредством "машинного эксперимента" теоретико-вероятностных кривы* титрования и на данных титрования модельных растворов смесей ионов;
изучить аналитические возможности некоторых ионочувствительных электродных^датчиков и реагентов, перспективных для потенцнометри-ческого титрования многокомпонентных систем;
применить предлагаемый метод к анализу конкретных материалов оп~ тозлектрокнки и фармацеи.
Работа выполнена в рамках научно-технической программы Гпсоб-раэования . бывшего Союза "Создание ноных высокоэффективных методов и приборов анализа веществ и материалов" на 1990-1993 гг. (разд. 4.10. Разработка и применение аффективных электрохимических и атомно-яииссиоккык истодов анализа материалов электронной техники и природных объектов).
Научная новизна результатов исследования. Построена содержательная математическая модель кривой потенциометрического титрования нескольких изовалентных ионов в смеси по реакциям дробногп осаждения и предложен метод ее использования для преобразования экспериментальной кривой титрования в линию многофазной регрессии, коэффициенты которой определяют опенки последовательных точек пк-шшалентнести и произведений растворимости осаждающихся соелине-
ний. Составлена ПАСКАЛЬ-программа реализации вычислительного алгоритма метода на иикро-ЭВМ. Предложен способ расчета крутизны
электродной функции по данным титрования и оценено влияние погрешности измерения потенциала на оценку точки эквивалентности по предлагаемому методу. Определены реальные (в условиях титрования) произведения растворимости диэтнлднтиокарбаматоп ртути(П). кад-мня(п) и теллура(ІУ), константа устойчивости диэтнлдитнокарбаиатт ного комплекса ртути (І), я такие произведение растворимости соединения дитиотрецтола с ртутью (II).;
Практическое значение работы. Выполненная работа расширяет возможности использования метода потенцнометрического титрования в ,< многокомпонентном анализу. Предложенные методики анализа материалов оптозлектрошш) и рал1'.(н)армацевтнческого препарата отличаются простотой, надежностью и икспресскостью, не требуют дорогостоящей аппаратуры. Методика анализа раднофармацевтнческого препарата внедрена ь WWW я.-.ерноі'і <из;;ки (г. Томска) н включена в фар-мпкопеГ.иун статьи на этот препарат, а результаты анализа иаі»-риалов .іппю'.ектроннкн использованы на кафедре квантовой электр >-. кики и фотоники Томского университета, что подтверждено coot-. Еетствуюшши актами.
На зашиту выносятся следующие положения:
- математическая модель кривой потенцнометрического титрования
нескольких нзовалентиих ионов в смеси по реакциям дробного осажде
ния соединений любого стехиометрнческого состава;
метод ее использования для статистического оценивания параметров титрования на базе преобразования кривой титрования в линию многофазной регрессии;
вычислительный алгоритм метода и программа его реализации на ЭЗМ;
способ расчета крутизны днэтилдитнокарбаматной функции металлических () и углеродного электродов по данным потенциометри-ческого титрования ионов металлов;
методики анализа полупроводниковых теллурндов ртути (И) н кадмия (И), их твердых растворов и радиофариацевтического пркпарата ддК-ТІ-199 на содержание основных компонентов.
Апробация рацоты. Результаты диссертационной работы доклала-вались и обсуждались на IV Региональной конференции 'Аналитика Сибири и дальнего Востока" (Томск, 1993 г.), Всероссийской конференции 'Электрохимические методы анализа' (Москва, ІЄ94) и ре-
тональной м.ежвуэовской конференции "Природа, общество, человек" (Томск, 1994 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ в виде статей, тезисов и докладов.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав; обсуждения результатов, заключения, выводов, списка цитированной литературы, содержащего 111 наименований, и приложения.
