Планирование и обработка результатов химического эксперимента

 

 

 

 

 

 

 

 

Планирование  и обработка результатов химического  эксперимента

 

 

 

 

Отчёты по лабораторным работам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил: Вершинин В. И.

Выполнил: Штейнборм Р. В.

Задание 3.1

Исследуется зависимость коэффициента чувствительности медь-селективных  электродов некоторого типа от:

1 - толщины  стеклянной мембраны, в интервале  от 0,1 до 0,8 мм.

2 – содержания  в мембране калия, в интервале  от 0,1 до 3,0%.

3 – содержания  в мембране свинца, в интервале  от 0 до 0,5%.

Предложите  рабочий план полного факторного эксперимента.

Погрешности измерений и координаты центра лана задайте самостоятельно.

Решение:

В ходе данного  эксперимента необходимо определить влияние  трёх факторов на величину коэффициента чувствительности. То есть для полного  факторного эксперимента нам потребуется провести 2³=8 экспериментов.

Для начала определимся с координатами центра плана:

1 – середина интервала 0,45мм, шаг выбираем 0,25мм. То есть «+» = 0,7мм, а «-»=0,2мм.

2 – середина  интервала 1,5%, шаг выбираем 1%. То  есть «+»=2,5%, а «-»=0,5%.

3 – середина интервала 0,25%, шаг выбираем 0,15%. То есть «+»=0,4%, а «-»=0,1%.

Учитывая  полученные координаты центра плана  и интервалы варьирования нам  необходимо задавать значения параметров с  точностью не ниже:

1 – для толщины мембраны 0,02мм.

2 – для  содержания калия в мембране 0,05%

3 – для  содержания свинца в мембране 0,01%

Составляем таблицу полного факторного эксперимента:

Предположим, что на проведение всего исследования дано 2 дня. Тогда даты выполнения опытов должны быть распределены не по номеру опыта, а в некотором хаотичном порядке.

Дни проведения опыта указаны в  отдельном столбце.

 

 

 

Задание 3.2

Проверьте, имеется ли взаимосвязь  между действием двух факторов –  активностью катализатора А (в условных единицах) и температурой Т –  на выход аммиака в процессе его каталитического синтеза, если получены следующие результаты ПФЭ:

№	А	Т	Выход
1	50 000	475	7
2	50 000	525	35
3	100 000	475	50
4	100 000	525	53, 52, 53, 51, 50

Рассчитайте выход аммиака, если активность катализатора А=70 000, а температура Т=500.

 

Решение:

1. Составляем таблицу необходимую для расчетов коэффициентов в уравнении:

Откуда, преобразуя полученное выражение, получаем уравнение зависимости  выхода аммиака от активности катализатора и температуры:

Y=36+3*10^-4X₁+0.15X₂-2.3*10^-6X₁*X₂

Проведём проверку уравнения на адекватность:

Для опыта 1: Yпракт=7%     Yтеор=9%

Для опыта 2: Yпракт=35%  Yтеор=31%

Для опыта 3: Yпракт=50%  Yтеор=48%

Для опыта 4: Yпракт=52%  Yтеор=54%

Видно, что  расчеты хорошо сходятся с экспериментом. Дальнейшее упрощение модели не требуется.

2. Для расчета выхода аммиака при заданных активности катализатора и температуре подставляем эти значения в полученное уравнение.

Откуда находим что Y при А=70 000 и Т=500 теоретически должен быть равен 33%.