Giải bài toán ngược xác định hằng số bền của phức trong dung dịch dựa trên các kết quả đo pH

Trong bài báo này, mở đầu cho loạt công trình nghiên cứu theo hướng trên, tác giả trình bày những kết quả về thuật toán dựa trên việc tính toán với một hệ mẫu dung dịch phức đa phối tử của ion kim loại trong dung dịch nước. Những tính toán và thực nghiệm trên các loại hệ cụ thể khác nhau sẽ được trình bày trên các bài báo tiếp theo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải bài toán ngược xác định hằng số bền của phức trong dung dịch dựa trên các kết quả đo pHT¹p chÝ Hãa häc, T. 41, sè 2, Tr. 26 - 30, 2003 Gi¶i bµi to¸n ng îc x¸c ®Þnh h»ng sè bÒn cña phøc trong dung dÞch dùa trªn c¸c kÕt qu¶ ®o pH §Õn Tßa so¹n 10-6-2002 V ¬ng Minh Ch©u1, §Æng øng VËn2 1 Nh xuÊt b¶n Gi¸o dôc 2 Trung t©m øng dông tin häc trong hãa häc, §¹i häc Quèc gia H Néi Summary The paper deals with the solution of inverse problem to determine the stable constants of multi-ligand complexes Ki in aqueous solution from the pH data. Simplex algorithm has been used to receive the solution of a non-linear equations system with respect to Ki, initial and equilibrium concentration of free ligands and metal ions, dissociation constant of water, dissociation constant of acid and the maximum number of ligands (m). The calculation of this model system shows that the more exact solution will be obtained the larger number or larger range of pH data and the equation system has some solution sets which can be selected by using larger number of pH data than m. I - Më §Çu n íc. Nh÷ng tÝnh to¸n v0 thùc nghiÖm trªn c¸c lo¹i hÖ cô thÓ kh¸c nhau sÏ ® îc tr×nh b0y trªn Trong mét sè c«ng tr×nh gÇn ®©y [1 - 3], c¸c b0i b¸o tiÕp theo.c¸c ph ¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng pH tõ c¸c gi¸trÞ h»ng sè c©n b»ng ion trong dung dÞch ®* II - ThuËt to¸n® îc nghiªn cøu mét c¸ch hÖ thèng v0 chi tiÕt.Mét kÕt luËn quan träng cña c«ng tr×nh n0y l0 1. B i to¸n thuËn: tÝnh pH khi biÕt c¸c h»nggi¸ trÞ pH cã thÓ tÝnh to¸n víi ®é chÝnh x¸c rÊt sè bÒn cña phøccao nÕu chóng ta biÕt chÝnh x¸c c¸c h»ng sè c©n Trong dung dÞch phøc Men+ víi m phèi töb»ng ion. VËy th× cã thÓ ®Æt ra c©u hái sau: nÕu - X , khi hÖ ®¹t tíi c©n b»ng cã m+5 lo¹i tiÓubiÕt pH cña dung dÞch chóng ta cã thÓ sö dông ph©n Mn+, MXn-1,..., MXmn-m, H+, OH-, X-, HX.b0i to¸n ng îc ®Ó tÝnh c¸c h»ng sè c©n b»ng ion §Ó t×m nång ®é c©n b»ng chóng ta cÇn ph¶i gi¶i® îc kh«ng v0 cã thÓ tÝnh chÝnh x¸c ®Õn møc hÖ m+5 ph ¬ng tr×nh kh«ng tuyÕn tÝnh, trong®é n0o ? Gi¶i ® îc b0i to¸n ng îc n0y sÏ gãp ®ã m ph ¬ng tr×nh cã d¹ng [4]:phÇn lùa chän v0 lý gi¶i sù kh¸c biÖt vÒ h»ng sèbÒn cña cïng mét phøc ® îc c«ng bè trªn c¸c MX in it0i liÖu kh¸c nhau. Ki = i = 1, 2, 3... m Trong b0i b¸o n0y, më ®Çu cho lo¹t c«ng MX in +11 i Xtr×nh nghiªn cøu theo h íng trªn, chóng t«itr×nh b0y nh÷ng kÕt qu¶ vÒ thuËt to¸n dùa trªn v0 5 ph ¬ng tr×nh cßn l¹i l0:viÖc tÝnh to¸n víi mét hÖ mÉu dung dÞch phøc HX = H+ + X-®a phèi tö cña ion kim lo¹i trong dung dÞch H2O = H+ + OH- 26 m 2. B i to¸n ng îc: tÝnh c¸c h»ng sè bÒn cña M = Mn + + MX n i phøc khi biÕt pH total i i =1 Tõ ph ¬ng tr×nh (2) cã thÓ rót ra ® îc [ ] [iMX ] m X total = X + [HX ] + n 1 i m i =1 y = Cm 1+ i xi (4) + + i =1 H + Na ClO OH X 4 KÕt hîp hai ph ¬ng tr×nh (1) v0 (3), ®ång [ ]+ (n i )[MX in i ] = 0 m n+ thêi sö dông (4) cã thÓ x¸c ®Þnh ® îc: +n M i =1 x = (Kw/ z2 - 1)Ka (5) + ...