Статистика в химии

Другая специфика этого раздела аналитической химии связана с особенностями интерпретации данных о ММ и ММР. ММР является в своеобразной форме отражением статистического характера полимеризационного процесса, особенностей температурного и гидродинамического режимов работы реакторов, специфического применения реагирующих веществ. Малые добавки компонентов полимеризационной системы могут существенно изменить ММР, не меняя химическую природу (состав) полимера. В связи с этим анализ информации о ММР требует достаточно широкой эрудиции исследователя в области математической статистики, химии полимеризационных процессов, широкого использования вычислительной техники. [c.172]

Материал книги охватывает важнейшие проблемы современной инженерной химии приложение законов физической химии к решению инженерные задач, явления переноса массы, энергии и количества движения, вопросы теории подобия, теорию химических реакторов, проблемы нестационарные процессов. Специальные главы посвящены методам математической статистики и вопросам оптимизации химико-технологических процессов. [c.5]

Опираясь на выводы и рекомендации перечисленных отраслей знаний, а также иа такие классические науки, как физика, химия, математика (теория вероятностей, математическая статистика, теория надежности и др.), охрана труда [c.13]

Выражение стерического фактора через энтропию процесса активации является общим и лишь показывает, что этот множитель всегда связан с организующими или дезорганизующими химический процесс факторами (в смысле упорядочения и разупорядочения), выражаемыми изменением энтропии. Несмотря на общность такой интерпретации стерического фактора, в ней отсутствует явный учет влияния квантовых эффектов на скорость реакций или квантовая эффективность столкновений, хотя энтропия активации должна вычисляться на основе квантовой статистики. До появления метода переходного состояния, являющегося естественным результатом развития квантовой химии, не было воз- можности вычислить фактор, содержащий изменение энтропии конфигурации в общем виде , и изложенная теория по-прежнему обладала точностью, определяемой энергетическим [c.167]

Студенты, как известно, проявляют к задачам химического анализа самый живой интерес. Имея это в виду, мы связали в предлагаемом практическом руководстве выполнение учебных работ с изучением соответствующих разделов математической статистики, физики, химии, физической химии — основ высшего образования, стимулируя таким образом их освоение студентами и вместе с тем прививая им вкус к осмысливанию эксперимента. Практическое руководство вооружает студентов разнообразными методиками химического анализа и тем самым помогает им приобретать под руководством преподавателей некоторый опыт экспериментальной работы, достаточный для того, чтобы эта работа стала для них знакомым делом и у них могло возникнуть желание поработать в лаборатории самостоятельно. [c.8]

Настоящее учебное пособие написано на основе лекций по физической химии, читаемых автором в течение многих лет на химическом факультете Московского университета им. Ломоносова. В связи с этим книга не является учебником только по термодинамике, а представляет собой как бы раздел химической термодинамики в общем курсе физической химии. В отличие от традиционного изложения химической термодинамики, в книге значительное "внимание уделено связям термодинамики с другими разделами физической химии и в первую очередь разделу физической статистики, а точнее статистическим методам в термодинамике. Эти методы получили широкое развитие в последнее время и являются единственно приемлемыми для расчетов химических равновесий в газах при высоких температурах. Статистическая термодинамика в своей практической части требует знания энергетических уровней молекул. Источником этого знания являются, во-первых, опыт, и в первую очередь спектроскопия, электронография, магнитный резонанс, и методы, связанные с электрическими свойствами молекул. Во-вторых, существенные данные по уровням энергии молекул доставляет квантовая механика, используемая в различных степенях приближения. Поэтому в настоящей книге известное внимание уделено перечисленным вопросам, однако в объеме, минимально необходимом для установления связи с термодинамикой. [c.3]

Внедрение планирования эксперимента в химию происходит весьма интенсивно. Если время удвоения числа публикаций по всей науке оценивается в 10—12 лет, то время удвоения публикаций по планированию эксперимента составляет всего лишь 1,7—2,4 года. Уже одно это обстоятельство свидетельствует об эффективности и высокой культуре новой процедуры исследований. В связи с тем, что эта процедура требует от химика помимо своей специальности знания математической статистики, принципов программирования, методологии математического планирования, естественными являются и определенные барьеры на пути прогресса в данной области. Кроме того, и знание своей специальности при применении [c.159]

Среди всех авторов, занимавшихся в 60-х годах XIX в, сопоставлениями атомных весов элементов с частичным учетом их химических свойств и высказывающих в связи с этим притязания на приоритет открытия периодического закона, следует назвать немецкого химика Лотара Мейера. В 1864 г. Мейер в книге Современные теории химии и их значение для химической статистики [c.71]

В отличие от коллоидной частицы, макромолекула обладает способностью изменять свою форму в весьма широких пределах, что позволяет применять к растворам ВМС статистику гибких цепей. Особенности свойств растворов ВМС (например, существование отдельных молекул, гибкость цепей) породили в последние годы тенденцию к выделению растворов ВМС из круга дисперсных систем с перспективой создания специальной дисциплины — физической химии ВМС и их растворов. Подобная тенденция вряд ли имеет достаточные основания. Отличительные признаки в известной мере формальны и не устраняют общности, существующей между этими двумя классами, несмотря на целый ряд различий, которые в настоящее время не представляются столь абсолютными. Так, исследование некоторых свойств (светорассеяние и другие) растворов ВМС позволяет обнаружить известную гетерогенность этих систем, а теории, основанные на представлении о макромолекуле как отдельной микрофазе, получают в настоящее время широкое признание и оказываются весьма перспективными. Общность же двух классов проявляется не только в свойствах, непосредственно связанных с размерами частиц, но и в существовании непрерывного перехода от одного класса к другому. Растворы ВМС легко превращаются в типичные гетерогенные золи при непрерывном, часто незначительном изменении состава среды. Так, белок, растворенный в воде до молекул, при добавлении спирта переходит в лиофобный золь при непрерывном изменении состава среды. [c.15]

Многие отечественные и переводные учебники и монографии по аналитической химии содержат главы или разделы, посвященные статистической обработке результатов определений, способам оценки систематических погрешностей, применению специальных разделов статистики — дисперсионного, факторного, регрессионного анализа к обработке химико-аналитических данных. Однако специальных учебников или учебных пособий по математической обработке результатов анализа до настоящего времени не издавалось ни в нашей стране, ни за рубежом. [c.6]

Статистику с подготовкой в области химии, физики и химической технологии в объеме техникума и в области статистики и прикладной математики в объеме высшего учебного заведения необходимо два илп три года работы в составе группы разработки процесса для ознакомления с содержанием работ, выполняемых химиком и технологом. Он должен работать также совместно со специалистом по прикладной математике для оценки возможностей и недостатков различных методов оценки эффективности технологических процессов. [c.27]

Наконец, можно дать молодым химикам-технологам специальную подготовку в области рационализации и совершенствования процессов. Располагая подготовкой в области химии и технологии и пройдя дополнительную подготовку в области математики и статистики, такие специалисты часто достигают весьма больших успехов в усовершенствовании процессов в масштабе промышленных установок. [c.28]

Теоретические задачи. Хим. графы дают возможиость прогнозировать хим. превращения, пояснять сущность и систематизировать иек-рые осн. понятия химин структуру, конфигурацию, конформации, квантовомех. и статистико-мех. взаимодействия молекул, изомерию и др. К хим. графам относятся молекулярные, двудольные и сигнальные графы кинетич. ур-ний р-ций. [c.611]

Особенности задач прогнозирования оптимального состава промышленных катализаторов для действующих и проектируемых производств сдерживает применение такого широко используемого метода прикладной статистики, как метод случайного баланса. Трудности применения этого метода в каталитических исследованиях обусловлены следующими причинами функции отклика, как правило, многоэкстремальны априорная оценка общего числа значимых факторов обычно крайне затруднительна, интервалы варьирования резко различны по величине, ошибка воспроизводимости наблюдений достаточно велика. Перечисленные трудности предъявляют более повышенные требования к квалификации каталитика-экспериментатора и к прецизионности применяемого лабораторного оборудования, чем при проведении аналогичных исследований в других областях химии и химической технологии. [c.69]

В книге с использованием математической статистики рассмотрены методы оптимизации экспериментальных исследований в химии и химической технологии. Последовательно излагаются способы определения параметров законов распрсдело-Е1ИЯ, проверка статистических гипотез, методы дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов и планирования экстремального эксперимента также рассмотрены вопросы выбора оптимальной стратегии эксперимента при исследовании свойств многокомпонентных систсм. Статистические методы анализа и планирования эксперимента иллюстрируются примерами конкретных исследований в химии и химической технологии. [c.2]

Выдающийся вклад в развитии физической химии внес Д. И. Менделеев. Большой интерес представляют его исследования в области газов и растворов. Основание Оствальдом и Вант-Гоффом журнала Zeits hrift fur physi alis he hemie (1887), труды Вант-Гоффа, Аррениуса, Оствальда, Каблукова, Меншуткина, Курнакова и других в области химической термодинамики и кинетики способствовали выделению физической химии в самостоятельную науку. В XX в. революция в физике, связанная с трудами Планка, Эйнштейна, Шре-дингера и др., в области квантовой статистики и квантовой механики атомов и молекул привела к рассмотрению химических процессов на атомно-молекулярном уровне, к развитию учения о реакционной способности, центральным в котором стало исследование элементарного химического акта. Физическая химия успешно развивалась трудами наших ученых, таких, как Д. П. Коновалов (учение о растворах), Н. А. Шилов, И. Н. Семенов (химическая кинетика), А. А. Баландин (катализ), А. М. Теренин (фотохимия), Я. К. Сыркин (строение вещества), А. И. Фрумкин (электрохимия) и многих других, и ряда зарубежных. [c.7]

Среди статистических теорий в химии наиболее широко используется классическая статистика Больцмана. Лищь поведение электронного газа в твердых телах нельзя описать с помощью этой статистической теории. Тем не менее при обсуждении свойств систем, содержащих множество молекул, используются уже введенные ранее представления (гл. 6) квантовой механики, так как в первую очередь наща цель состоит в том, чтобы показать, как через параметры, определяющие энергию молекулы (поступательного, вращательного, колебательного движения), можно выразить термодинамические свойства всей системы (причем энергетические характеристики задаются как реще-ния уравнения Шрёдингера). [c.291]

Развитие теории строения вещества и появление квантовой механики не поколебали положения термодинамики в химии, а только расширили область ее применения. Сопрсмеиная статистическая термодинамика решает те же проблемы, по с привлечением всех имеющихся данных о строении молекул реагентов. Тем самым при обсуждении проблемы химического превращения вещества удалось объединить привычные для химика модельные представления о свойствах молекул реагентов с феноменологическим термодинамическим подходом, оперирующим только со значениями термодинамических функций реагентов. Поэтому современный курс физической химии всегда содержит некоторый сплав из результатов классической и статистической термодинамики. Поступательное развитие пауки не изменяет ни принципов термодинамики, ни результатов статистики. Эти разделы теоретической физики являются классическими, они не могут устареть . Со временем изменяется только способ их использования в химии, пропорции Б изложении отдельных вопросов и области их наиболее плодотворного практического применения. [c.3]

Это определяет, с одной стороны, фундаментальную теоретическую разработанность и значительную математизированность многих ведущих разделов коллоидной химии с широким применением методов химической термодинамики и статистики, термодинамики необратимых процессов, электродинамики, квантовой теории, теорий газового и конденсированного состояния вещества, структурной органической химии, статистики макромолекулярных цепей и т. д. Энергичное развитие в последние годы получили методы молекулярной динамики — численного эксперимента динамического типа с использованием быстродействующих ЭВМ. [c.9]

Для химии наибольший интерес представляют стабильные элементарные частицы, такие, как электроны, протоны и нейтроны, которые энергично взаимодействуют между собой, образуя первичную форму вещества — атомы химических элементов. Атомы состоят из положительно заряженного чрезвычайно плотного протонно-нейтронного ядра и диффузной отрицательно заряженной электронной оболочки. Подчиняясь законам квантовой механики, статистики и электродинамики, атомы взаимодействуют между собой, образуя бесчисленное множество химических соединений. Атомы одного вида образуют гомосоединения, атомы разных видов — гетеросоединения, различные по составу и агрегатному состоянию. Все это и есть химическая ( рма материи — вещество. [c.9]

Правильность анализа характеризуется систематическими погрешностями. Их выявление, учет и устранение осуществляются в рамках конкретных методов на основании детального анализа всех этапов и общей схемы аналитического определения при постановке специальных экспериментов с использованием стандартных образцов. Воспроизводимость результатов анализа — характеристика случайных погрешностей, теория которых (математическая статистика) к настоящему времени разработана достаточно полно. В приложении к задачам аналитической химии, химическим и инструментальным методам анализа систематический и детальный обзор применения методов и идей математической статистики можно найти в монографиях В. В. Налимова и К. Доерфеля, приводимых в перечне рекомендуемой литературы. В книге А. Н. Зайделя, выдержавшей четыре издания, в доступной и одновременно лаконичной форме рассмотрены узловые вопросы статистической оценки погрешностей измерения физических величин. [c.6]

Мы попытались в настоящем обзоре познакомить читателей со всем богатством теоретических подходов и разнообразием расчетных методов, которые используются в последнее время при описании статистики разветвленных и сетчатых полимеров. Все эти методы в большей или меньшей степени связаны с представлением полимерных молекул в виде графов, которые позволяют формализовать многие задачи химии и физики высокомолекулярных соединений. Общей их особенностью является то, что все экспериментально наблюдаемые характеристики полимеров представляют собой некоторые средние по конфигурационно-конформационному набору молекул полпмерного образца. Поэтому с необходимостью возникают задачи усреднения в ансамбле случайных графов, помещенных в трехмерное пространство. Вероятностная мера на множестве этих графов в случае равновесных систем задается распределением Гиббса и однозначно определяется выбранной физико-химической моделью. Современные ее варианты, учитывающие внутримолекулярную циклизацию и объемные физические взаимодействия, требуют привлечения для расчетов статистических характеристик полимеров новых подходов. Наиболее эффективными здесь являются, по нашему мнению, методы теории ноля, широкие возможности которых показаны в разд. IV. Здесь снова химическая физика полимеров вынуждена взять на вооружение графы, поскольку рабочим языком теорпи поля служит диаграммная техника. Можно с уве- [c.291]

Все крупные компании стремятся привлечь квалифицированных статистиков, располагаюш,их опытом планирования экспериментальных работ. -Статистические группы ряда фирм работают весьма успешно. С другой стороны, деятельность многих давно существующих статистических групп оказалась менее удовлетворительной. Для повышения эффективности статистических методов при разработке новых процессов и анализе производственной деятельности промышленности требуются статистики с основательной подготовкой в области химии, физики и прикладной математики. Такая подготовка необходима для глубокого понимания и четкого формулирования проблем, стоящих перед химиком или перед технологом. [c.27]

Диапазон определяемых содержаний в-в, как и предел обнаружения, зависит от ряда факторов направленности и продолжительности воздействия хим. соед. на организм, т-ры и pH среды, уровня организации биол. объекта, его индивидуальных, возрастных, половых особенностей и др. Предел обнаружения, как правило, понижается с увеличением продолжительности наблюдения за индикаторным организмом и повышением т-ры (до т-ры свертывания белка). Эксперимент может продолжаться до 40-50 сут. Предел обнаружения можно оценить по ур-нию Ст, х = К, где т-интервал времени с момента начала воздействия до появления аналит, сигнала, п и -эмпирич. константы, зависящие от биол. активности организма и определяемого в-ва в р-ре. Значения п и К неодинаковы для разных видов организмов и могут характеризовать избирательность Б. м. а. Иногда, даже при учете ряда переменных факторов, влияющих на предел обнаружения, ответная р-ция организма на одно и то же кол-во определяемого в-ва не воспроизводится. Эти отклонения трудно объяснимы и описываются законами мат. статистики. [c.287]

Сополимеры в зависимости от характера распределения разл. звеньев в макромолекуле делят на регулярные и нерегулярные. В регулярных макромолекулах наблюдается определенная периодичность распределения звеньев. Простейшие примеры-чередующиеся сополимеры стирола с малеиновым ангидридом или нек-рых олефинов с акриловыми мономерами, построенные по типу. .. АВАВАВАВ..., где А и В-мономерные звенья (см. Сополимеризация, Радикальная полимеризация). Более сложные регулярные последовательности чередования звеньев реализованы, напр., в полипептидах-сополимерах а-аминокислот. Для нерегулярных сополимеров характерно случайное, или статистическое (т.е. подчиняющееся определенной статистике, но не регулярное), распределение звеньев оио наблюдается у мн. синтетич. сополимеров. В белках нерегулярные последовательности звеньев задаются генетич, кодом и определяют биохим. и биол. специфичность этих соединений. Сополимеры, в к-рых достаточно длинные непрерывные последовательности, образованные каждым из звеньев, сменяют друг друга в пределах макромолекулы, наз. блок со по ли мера ми (см. Блоксополимеры). Последние нах регулярными, если длины блоков и их чередование подчиняются определенной периодичности. При уменьшении длины блоков различие между блоксополимерами и статистич. сополимерами постепенно утрачивается. К внутр. (неконцевым) звеньям макромолекулярной цепи одного хим. состава или строения м. б. присоединены одна или неск. цепей другого состава или строения такие сополимеры наз. привитыми. [c.441]

Роль К. м. в химии. Большинство совр. теоретич. представлений о строении в-ва, переходов между разл. состояниями молекул и элементарных актах хим. р-ций основаны на квантовомех. понятиях. Совместно с квантовой или классич. статистикой К. м. позволяет развить представления и аппарат статистич. термодинамики и хим. кинетики. На основе представлений и с помощью методов К. м. разработан важный раздел теоретич. тмии - квантовая химия, [c.365]

Согласно стратегии системного анализа, в К. вначале анализируется гидродинамич. часть общего технол. оператора-основа будущей модели. Эта часть оператора характеризует поведение т. наз. холодного объекта (напр., хим. реактора), т.е. объекта, в к-ром отсутствуют физ.-хим. превращения. Вначале анализируется структура потоков в объекте и ее влияние на процессы переноса и перемешивания компонентов потока. Изучаемые иа данном этапе закономерности, как правило, линейны и описываются линейными дифференц. ур-ниями. Результаты анализа представляются обычно в виде системы дифференц. ур-ний с найденными значениями их параметров. Иногда для описания процессов не удается использовать мат. аппарат детерминированных (изменяющихся непрерывно по вполне определенным законам) ур-ний. В таких случаях применяют статистико-веро-ятностное (стохастич.) описание в виде нек-рых ф-ций распределения св-в процесса (ф-ции распределения частиц в-в по размерам, плотности и др., напр, при псевдоожижеяии ф-ции распределения элементов потока по временам пребывания в аппаратах при диффузии или теплопереносе и т. д. см. также Трассёра метод). Далее анализируется кинетика хим. р-ций и фазовых переходов в условиях, близких к существующим условиям эксплуатации объекта, а также скорости массо- и теплопередачи и составляются соответствующие элементарные функциональные операторы. Кинетич. закономерности хим. превращений, массообмена и фазовых переходов обычно служат осн. источниками нелинейности (р-ции порядка, отличного от нуля и единицы, нелинейные равновесные соотношения, экспоненциальная зависимость кннетич. констант от т-ры и т. п.) в ур-ниях мат описания объекта моделирования. [c.378]