計算機在分析化學和有機化學的應用

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【摘要】隨著計算機和多媒體技術的進步與發展，計算機所起到的重要作用得到了越來越多的人認同，同時也給人類生活帶來了巨大便利。隨著現代科學技術的快速發展，對于化學分析結果準確度的要求也在逐漸提高，需要提高化學分析速度及自動化程度。目前計算機在分析化學與有機化學領域得到了廣泛的應用，且具有很大的推動性作用，具有非常廣闊的應用前景。

【關鍵詞】計算機;分析化學;有機化學;實際應用

1前言

有機化學中涉及到大量的復雜分析立體結構、化學反應以及反應機理等，隨著近年來科學技術的進一步發展，越來越豐富了有機化學的內容，并且使計算機的應用深入到各個領域中。因此，了解并利用計算機技術能夠有機的結合化學領域中原有的分析技術，能夠有效解決化學領域中的實際問題，從而促進分析化學與有機化學領域的進一步發展。

2分析化學中計算機的應用

2．1儀器分析

在儀器分析中計算機的應用有效實現了其智能化發展，對于計算機與儀器分析領域中智能化儀器屬于全新的課題與研究內容。目前在儀器分析領域中，計算機的應用主要體現在原子吸收光譜、氣相色譜－質譜聯用為主。在原子吸收光譜分析中，計算機技術的應用主要體現在自動進樣與稀釋、試樣的自動改換與沖洗等。也就是說，院子吸收光譜儀與計算機、打印機及樣品臺共同組成了一個人工操作的控制系統。除此之外，計算機在儀器分析中的應用能夠確保儀器最佳實驗狀態，并換算被測元素濃度的工作曲線坐標標度，最終通過自動測量及累加平均處理的方式對測量到的信號進行分析。在氣相色譜－質譜的聯用中，可以對化合物中的分子結構進行分析，從而對未知物相對分子質量、混合物中不同組分含量進行準確地測定。因此，在有機化學、環境保護、石油化工以及生物化學等領域中，氣相色譜－質譜聯用受到越來越受到關注及應用，并得到了快速的發展。

2．2化學分析

實驗者在對數據采用計算機進行處理的過程中，可以對多次試驗數據采用一元統計的方式進行統計，根據此計算出置信區間以及標準誤差等。若要通過滴定實驗的方式在化學分析中確定物質的含量，也可以利用線性回歸的方法對相關的數據進行處理，不僅使化學分析方法及過程更加方便快捷，也能夠顯著地提高對數據處理的精準度。在測定制定的組分中采用計算機能夠有效地消除各種干擾因素，一般來說可以采用當量與平衡模型。其中平衡模型指的是通過化學方程式的形式來建立在各種平衡常數基礎上共存的每一種平衡。實驗者在對某些未知量進行測量后，便能一并計算出被測物質的共存干擾物質具體含量。而平衡模型在實際應用中適合對化學分析問題進行處理，但缺點在于平衡常數的精密度會在一定程度上對平衡模型解決化學分析問題造成影響，溶液濃度也會對平衡模型的使用造成束縛。而當量模型的應用基礎便是測定信息與待測物含量之間的關系，在此過程中所提及到的測定信息包括沉淀重量與滴定體積等。將這些信息組成方程組，便能夠一一計算出許多種成分的含量。在化學分析過程中適合采用當量模型，同時也適用于對一部分儀器分析中，其所具有的準確度要明顯高于平衡模型的準確度，但在實際應用的過程中也會受到一定限制。

3有機化學中計算機的應用

3．1圖譜檢測

在有機化學的應用中測得的譜圖準確性可能存在問題，例如基體與溶劑對圖譜所造成的影響，甚至于還包括一些共存物質對譜圖所造成的干擾等多種情況。而對于未知待測液來說，由于其本身就屬于未知物，因此在研究的過程中無法做到將其分離成純的一種化合物，此時便需要應用到差譜技術，也就是純凈化合物譜圖采用的是差減方法。而在此之前，差譜一般需要應用到雙光束補償以及光學相關原理等方法，但也無法識別出在未知含量中干擾物質對于實驗的所造成的影響。人工操作計算機能夠使計算機完成差譜程序的任務，差減試樣的圖譜與換算后的干擾物質的標準圖譜，從而實現數據平滑、扣除基體以及多組分逐級差譜等效果，從而能夠為有機物成分與結構分析提供新的方法及手段。

3．2檢索譜圖

在有機化學分析中計算機的應用還包括對譜圖進行檢索，不同的有機物結構具有不同的檢索譜圖，憑借不同有機物結構不同會使譜圖上的特征峰也不同，這樣就可以鑒定出未知有機物的結構。因此，譜圖的檢索就成為有機分析的關鍵手段，一般來說較為常用的方法包括紅外吸收光譜、核磁以及質譜等譜圖。

3．3有機物合成路線的設計及優化

計算機具有的邏輯推理功能，使得推理性很強的有機合成問題得以實現計算機化。計算機輔助有機合成就是指用計算機找出目標化合物的各種可能的合成路線。利用數據庫方法把已有的合成路線導入到計算機中，根據實際要求如:最經濟的實驗合成路線、污染程度最低的實驗合成路線、方法最為簡單的實驗合成路線、產率最高的合成路線等，通過計算機來確定最佳的合成路線。這將為分析者提供解決問題的便捷。

4結語

綜上所述，隨著科學技術的發展，在儀器儀表中計算機的應用也得到飛速發展，許多其他領域的儀器新技術基本都是與計算機相聯用，計算機的應用不僅實現了儀器的智能化，方便了化學分析，同時也加快了化學的變革和發展。在不斷創新改進過程中，無論是計算機領域還是化學領域都進入了一個全新的發展階段，隨著技術的進一步發展計算機和化學之間將會具有更加廣闊的發展前景。

參考文獻:

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作者:趙桂杰 單位:白城職業技術學院