Спиридонов А.О. , Крутиков А.А ., Штырлин В.Г., Зявкина Ю.И.,

1. Казанский федеральный университет Химический институт им А.М. Бутлерова Научно-исследовательская лабораториякоординационных соединений ПРОГРАММА STALAB ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСИЙ В РАСТВОРАХ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПО ДАННЫМ СОВОКУПНОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ Спиридонов А.О., Крутиков А.А., Штырлин В.Г., Зявкина Ю.И., Гилязетдинов Э.М., Бухаров М.С., Серов Н.Ю.

2. 2 Программы для расчетапараметров равновесий по данным потенциометрии, спектрофотометрии и ЯМ релаксации: • ACBA • HYPERQUAD • PROTAF • BEEROZ • KINAGDC-MW • RAMESES • CFTSP • LEAST • SCOGS • COMICS • LESSDAD • SIRKO • CONSCOND • LETAGROP-VRID • SPECA • CPESSP• MAXIPOT-F • SPECFIT • CUMME • MINIGLASS • SQUAD • DALSFEK • MINIPOT • STABLAB • DATAN • MINIQUAD • STAR • DCMINOPT • MINISPEF • STEW • DECFAM • MUCOMP • STOICHIO • DHMINOPT • MUPROT • SUPERQUAD • EPSILON • NABTIT • TITAN • EQUIL • PHODEC • TITFIT • EY608 • POLET • VALGRAN

3. 3 Цель работы: • Создание программы STALAB для расчета параметров равновесий и спектральных характеристик комплексных соединений по данным нескольких физико-химических методов Задачи работы: • Подбор оптимальных алгоритмов для решения задач химической термодинамики • Оптимизация работы программы в режиме параллельных расчетов с возможностью включения данных нескольких методов • Разработка интерфейса программы

4. 4 константы равновесия матрица стехиометрии реакции равновесий лиганд металл протон

5. 5

6. 6 Примеры распределения долей накопления Рис. 3. Распределение долей накопления комплексов (α) в зависимости от pH в системе медь(II) – L-гистидин при 25 оСна фоне 1 M KNO3при соотношении металл/лиганд 1:1 (сCu(II) = 2.046·10−3 М, сL-HisH= 2.148·10−3 М), 1:2 (сCu(II) = 4.934·10−3 М, сL-HisH= 1.000·10−2 М), 1:5 (сCu(II) = 4.840·10−3 М, сL-HisH= 2.500·10−2 М), 1:15 (сCu(II) = 5.040·10−3 М, сL-HisH= 7.500·10−2 М). 1 – CuHisH2+, 2 – CuHis+, 3 – CuHisH−1, 4 – CuHisH−2−, 5 - CuHisH−32−, 6 – Cu(HisH)22+, 7 – Cu(His)2H+, 8 - Cu(His)2,9 – Cu(His)2H−1−,10 – Cu(His)2H−22−, 11 – Cu2(His)2H−2, 12 – Cu2(His)2H−3−, 13 – Cu2(His)2H−42−, 14 – Cu(OH)3−, 15 – Cu(OH)42−.

7. 7

8. 8

9. 9 Примеры зависимостей функции Бьеррума и спектров поглощения от pH в системе медь(II) - L-гистидин (1:2) yM длина волны pH

10. 10

11. 11 Минимизация целевой функции по методам Ньютона Гаусса-Ньютона Левенберга-Марквардта шаг шаг шаг шаг шаг шаг

12. 12 Пример минимизации целевой функции для трехмерного случая r2

13. 13

14. 14 (18) (19) (20) (21)

15. 15 Результаты расчета кинетических и релаксационных параметров

16. 16 Пример зависимостей молярного коэффициента экстинкции и молярного коэффициента спин-спиновой релаксации

17. 17 Блок-схема программы Ввод данных Первичная обработка Запуск расчета Проверка условий минимизации Переопределение входных параметров Расчет концентраций и других параметров Статистическая обработка, вывод результатов расчета Вычисление функции, ошибок, первых и вторых производных Вывод графиков, промежуточных данных Cтоп-сигнал Вычисление шага

18. Интерфейс программы 18

19. 19 Заключение

20. 20

21. Благодарим за внимание!