Российский химико-аналитический портал  химический анализ и аналитическая химия в фокусе внимания ::: портал химиков-аналитиков ::: выбор профессионалов  
карта портала ::: расширенный поиск              
 



ANCHEM.RU » Форумы » 1. Аналитический форум ...
  1. Аналитический форум | Список форумов | Войти в систему | Регистрация | Помощь | Последние темы | Поиск

Форум химиков-аналитиков, аналитическая химия и химический анализ.

Моделирование ИК-спектров. >>>

  Ответов в этой теме: 33
  Страница: 1 2 3 4
  «« назад || далее »»

[ Ответ на тему ]


Автор Тема: Моделирование ИК-спектров.
loader
Пользователь
Ранг: 4

06.05.2005 // 22:57:39     
Ищу прогу, которая может рассчитать ИК-спектр моей среды. Среда IMHO очень простая - нефть (жидкие УВ) + газ (летучие УВ) + вода, соотношение между компонентами может меняться. Известна температура, давление, объем. Мне нужно по ИК-спектру определять количество воды. Нужно для магистерской диссертации.

От проги хочу, чтобы:
- требовалось как можно меньше знаний по химии, у меня другая специальность
- был удобный/понятный интерфейс

Уже скачал Tinker, NAMD, Gromacs. Курю мануалы

И вообще, буду рад любым советам/мыслям по этой теме.

loader@nm.ru
Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
Долгова
Пользователь
Ранг: 1


07.05.2005 // 19:24:28     
Боюсь, что это принципиально не возможно. Лучше попробуй это обойти как-нибудь. Достаточно сложно с приемлемой точностью (до 10 см-1) определять ИК-спектры даже малых молекул, а ты собираешься моделировать спектр смеси нефтепродуктов!
loader
Пользователь
Ранг: 4


08.05.2005 // 0:30:35     
Странно, я читал статью Немухина про мат. модел. в аналитической химии, там почти дословно утвержадается, что:
1) один из главных направлений моделирования является моделирование спектров веществ
2) в настоящее время достигнута точность моделей, сопоставимых с экспериментом
3) в моделруемой молекуле может содержаться до 100 атомов

Причем статья аж 98 года.

По-моему, достаточно недвусмысленно утверждается, что моя задача решаема. Не правильно истолковал?
Marat
VIP Member
Ранг: 1748


08.05.2005 // 10:40:57     

loader пишет:
Ищу прогу, которая может рассчитать ИК-спектр моей среды. Среда IMHO очень простая - нефть (жидкие УВ) + газ (летучие УВ) + вода, соотношение между компонентами может меняться. Известна температура, давление, объем. Мне нужно по ИК-спектру определять количество воды. Нужно для магистерской диссертации.

От проги хочу, чтобы:
- требовалось как можно меньше знаний по химии, у меня другая специальность
- был удобный/понятный интерфейс

Уже скачал Tinker, NAMD, Gromacs. Курю мануалы

И вообще, буду рад любым советам/мыслям по этой теме.

loader@nm.ru

Насколько я понимаю, приведенные Вами программы предназначены для рассчета одной единственной молекулы белка. Вам же надо посчитать межмолекулярное взаимодействие. В первом приближении задачарешается простым сложением спектров воды и углеводородов. Тем более для определения воды ничего подобного не надо. Другое дело, если нужно придать наукообразие Вашей работе. В этом случае рекомендую посчитать частоты для воды и углеводородов (есть подобная литература) и сделать глубоко научные выводы о не наложении полос поглощения(раз) и об отсутсвии влияния температуры (два), давления (три) и тем более объема (четыре).
P.S.Это не сарказм, а реальное предостережение от пустой траты времени. Правда, я не знаю Вашей реальной задачи и вполне возможно, что это компьтерное моделирование системы.
loader
Пользователь
Ранг: 4


08.05.2005 // 19:55:49     


Marat пишет:
Насколько я понимаю, приведенные Вами программы предназначены для рассчета одной единственной молекулы белка. Вам же надо посчитать межмолекулярное взаимодействие. В первом приближении задачарешается простым сложением спектров воды и углеводородов. Тем более для определения воды ничего подобного не надо. Другое дело, если нужно придать наукообразие Вашей работе. В этом случае рекомендую посчитать частоты для воды и углеводородов (есть подобная литература) и сделать глубоко научные выводы о не наложении полос поглощения(раз) и об отсутсвии влияния температуры (два), давления (три) и тем более объема (четыре).
P.S.Это не сарказм, а реальное предостережение от пустой траты времени. Правда, я не знаю Вашей реальной задачи и вполне возможно, что это компьтерное моделирование системы.


Моя специальность - промышленная автоматизация. Реальная задача пока довольно расплычата - измерение влажности смеси УВ+вода в потоке. Есть разделение на промысловые и коммерческие измерения, у которых разная требуемая точность и состав среды. Мой научный руководитель намекнул что я сам уточняю тему.

Поглощение по моим данным точно зависит от давления (по крайней мере в газах), но это не проблема, можно измерить.

А что вы подразумеваете под межмолеклярным взаимодействием? Столкновеня молекул? Химические реакции (с которыми как я понимаю есть проблемы при моделировании) у меня же отсутствуют.

Частоты воды известны (деформационные колебания OH, ~1600см-1, валентные - 3400см-1) и есть где посмотреть колебания углеводородов, но в зависимости от соотношения компонентов частота, амплитуда, а также ширина пика поглощения немного меняется. Соответственно, чтобы автоматически измерять влагосодержание, необходимо каким-то образом анализировать часть спектра, простое измерение поглощения на одной частоте не подходит. Но как именно будет меняться спектр при изменении состава среды я надеялся определить с помощью модели.

В общем-то можно попробовать обойтись без аналитической модели и вывести статистическую модель, например, с помощью нейронных сетей, но тогда нужны обучающие выборки, которые я хотел получить из программы , ставить реальный эксперимент [пока] нет возможности

Литература действительно есть, например, книга Казицаной и Куплетской "Применение УФ-, ИК- спектроскопии в органич. химии". Но в ней в основном описывается качественная оценка состава вещества, а мне нужна количественная. Поэтому дальше искать книги по этой теме я не стал. Может есть что-то более подходящее?

Кстати, вы не знаете как будет меняться поглощение, если вода будет в связанном состоянии (эмульсия нефть в воде и наоборот)? Мне кажется, что никак не будет, потому что это не влияет на деформационные колебания OH.
Al_chemist
Пользователь
Ранг: 70


11.05.2005 // 18:10:35     
На мой взгляд, задача весьма отдаленно касается моделирования ИК спектров.

Скорее весь комплекс задач связан с интерпретацией полос в определенных спектральных диапазонах (1700-1550 см-1 и 3800-2400 см-1) для углеводородных смесей содержащих воду.

Диапазон 1700-1550 см-1 – будет сложен для интерпретации, т.к. помимо деформационных колебаний ОН воды (около 1600 см-1) в этот интервал попадают колебания СН ароматических соединений и С=С непредельных углеводородов. И те, и другие наверняка могут присутствовать в нефти, причем в существенных концентрациях. Все эти полосы наверняка будут перекрываться, и выделить какая именно полоса относится к деформационным колебаниям ОН воды возможно с использованием программ по разложению сложных полос на индивидуальные составляющие – это т.н. программы “spectral band fitting”, которые аппроксимируют сложную полосу набором индивидуальных полос, в программах обычно задают:

количество полос – не варьируемый параметр
приблизительную ширину каждой полосы - варьируемый параметр
приблизительную интенсивность каждой полосы - варьируемый параметр
приблизительное положение каждой полосы - варьируемый параметр
форма каждой полосы (соотношение Лоренц/Гаусс) - варьируемый параметр

Результатом аппроксимации является определение всех варьируемых параметров.
После этого необходимо достоверное определение среди найденных линий именно той, что относится к деформационным колебаниям ОН воды. Для этого недостаточно только Козициной и Куплецкой, нужны специализированные работы по описанию формы, интенсивности и положения полос поглощения воды в углеводородных средах – реально это работы 70-х 80-х годов – надо искать.
Диапазон 3800-2400 см-1. Сюда попадают валентные колебания ОН, но не только воды, но и спиртов и карбоновых кислот. При этом ассоциированные группы ОН (связанные водородной связью) проявляются широкими полосами около 3400 см-1 (для воды и спиртов), не ассоциированные ( в очень разбавленных растворах) – дают узкие линии около 3600 см-1, т. о. без “spectral band fitting” не обойтись и в этом диапазоне, хотя, возможно, какой-то полуколичественной характеристикой будет являться интегральная интенсивность всех этих линий. Только не нужно забывать, что хвост спектрально полосы ОН будет тянуться, чуть ли не до 2500 см-1, а поглощение валентных колебаний СН даст сильный частокол справа и слева от 3000 см-1, но эти полосы легко отличить по существенно меньшей ширине.

Программы для “spectral band fitting” как правило поставляются производителями ИК спектрометров, но наверняка это можно делать и программами Non Linear Curve Fitting (Origin 6.1 например), но там это более муторно.

В любом случае для написания диссера потребуется наличие ряда реальных экспериментальных спектров, хотя бы и из литературы.

Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
Вольта, Научно-техническая фирма, ООО Вольта, Научно-техническая фирма, ООО
ООО «Научно-техническая фирма «Вольта» разрабатывает и предлагает современные приборы для химического анализа и пробоподготовки к нему, а также приборы для научных исследований, которые успешно эксплуатируются в научно-исследовательских лабораториях НИИ и университетов, в промышленных, экологических и химико-технологических лабораториях крупных промышленных предприятий, в лабораториях водоканалов и ЦГиЭ.
Marat
VIP Member
Ранг: 1748


11.05.2005 // 18:43:43     
Добавлю только то, что для потоковых анализаторов (жидкости) лучше использовать область ближнего ИК. Это связано с трудностями получения спектров. Например, для определения влажности масел от 0,1 до 1 % по полосе 3400 см-1 нельзя использовать кювету толще 1 мм. Перейдя же к обертону 5200 см-1 можно работать с кюветой 10 мм. При более толстых слояхпоглощения можно взять обертон третьего порядка.
Далее, о диспергированной воде. Все зависит от размера частиц. При капельках мене длины волны проблем не будет. При больших размерах говорить о количественных измерениях не приходится.
У меня возникло чувство, что вопрошающий еще не пришел к пониманию проблемы. А именно какую фазу анализировать. Все выше сказанное (и пост предыдущего автора)относится к анализу жидкости.
Если всеже надо определять содержание воды в газах (где в основном и проявляется влияние давления) могу посоветовать следующую литературу:
Быков А.Д., Синица Л.Н., Стариков В.В. Экспериментальные и теоретические методы в спектроскопии молекул водяного пара/ Под общей редакцией С.Д. Творогова. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999 – Замечательный труд, откуда можно почерпнуть не только теорию кватомеханических расчетов, но и практические знания о газовой ИК-спектроскопии.
А.О. Сааль Инфракрасные газоаналитические измерения. – М.: Изд-во стандартов, 1971 – в основном метрология
Немец.В.М., Петров А.А., Соловьев А.А. Спектральный анализ неорганических газов. – Л.: Химия, 1988 – полезна для обзора альтернативных методов.
Спектроскопия атмосферных газов/ Под ред. Зуева В.Е. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1982 – отличии от первой книги рассматривает общие случаи.

P.S. Книги выбраны попринципу "что использовал сам".
Al_chemist
Пользователь
Ранг: 70


12.05.2005 // 11:43:01     
Это близко к теме.

www.midac.com/apnotes/AP-156.PDF

Al_chemist
Пользователь
Ранг: 70


12.05.2005 // 11:46:52     
www.agnr.umd.edu/lo/FTIR%20Paper.pdf
Marat
VIP Member
Ранг: 1748


12.05.2005 // 17:38:38     
Практически все производители ИК-спектрометров занимаются он-лайн анализаторами. Я бы хотел отметить финнов www.gasmet.fi/ Для понимания проблемы лучше, наверно, не найти.
Al_chemist
Пользователь
Ранг: 70


13.05.2005 // 11:58:56     
Есть вот такая игрушка, если очень хочется посимулировать спектры:

www2.ccc.uni-erlangen.de/services/vrmlvib/vrmlvib_main.html

Но для практического решения задачи - это не очень полезно.

  Ответов в этой теме: 33
  Страница: 1 2 3 4
  «« назад || далее »»

Ответ на тему



ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ ANCHEM.RU:      [ Все новости ]

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРИИ ЛИТЕРАТУРА ОБОРУДОВАНИЕ РАБОТА КАЛЕНДАРЬ ФОРУМ

Copyright © 2002-2009
«Аналитика-Мир профессионалов»

Размещение рекламы / Контакты