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自动电位滴定中的化学计量方法应用研究,摘要随着自动电位滴定仪的普及，滴定分析继续被广泛地应用于石油化工、食品饮料、生物制药、金属电镀及其它各个行业之中。然而，当有些滴定因溶液浓度较稀，酸、碱的离解常数极弱，配合物稳定常数较小等因素，使得其突跃范围过窄，处于极端情况下时，分析精度仍会受到严重地影响。运用化学计量学的方法，对...
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自动电位滴定中的化学计量方法应用研究
摘要
随着自动电位滴定仪的普及，滴定分析继续被广泛地应用于石油化工、食品饮
料、生物制药、金属电镀及其它各个行业之中。然而，当有些滴定因溶液浓度较稀，
酸、碱的离解常数极弱，配合物稳定常数较小等因素，使得其突跃范围过窄，处于极
端情况下时，分析精度仍会受到严重地影响。运用化学计量学的方法，对滴定终点前
后的多个电位滴定数据进行处理,可以排除干扰，使分析误差满足样品分析要求。
本文首先使用滴定分析的理论公式，分别讨论强碱标准溶液滴定一元弱酸溶液、
强酸和弱酸混合液的情况。并在沉淀滴定的条件下，选取了各种适当的实验点，例如：
滴定液浓度，终点体积，平衡常数等，得到适合使用最小二乘多项式拟合的条件和参
数。
其次，通过对采用化学计量学方法的结果与采用最小二乘多项式拟合得到的结
果进行比较，讨论了最小二乘多项式拟合方法的优势。神经网络法较为复杂，以往的
研究主要针对常规的滴定曲线，没有相对其它方法特别的实用价值。数学模型法如何
建立有很强适应性的模型需要更深入的研究。结果显示，在条件满足时，线性电位滴
定与多项式拟合法对突跃范围狭窄的滴定都能取得良好效果；小波变换与多项式拟合
作用类似，主要用于抑制高频噪音，同时这两种方法内在可变因素较少，易于通过编
程实现。
本文将最小二乘多项式拟合法在滴定分析中进行了应用，讨论了不同的拟合条
件的影响。结果显示，适当的选取参数可以取得良好的分析结果，而且计算采用线性
回归，适合仪器内部微处理器实现。
关键词：电位滴定，终点，化学计量学，多项式拟合
目录
摘要
ABSTRACT
第一章
前言
1.1影响电位滴定精度的因素............................................................................
1.2化学计量学方法简介...................................................................................
1.3常用化学计量学方法的原理和应用............................................................
1.3.1人工神经网络........................................................................................
1.3.2化学因子分析与主成分分析.................................................................
1.3.3小波变换.................................................................................................
1.3.4曲线拟合（数学模型）法.....................................................................
1.3.5最小二乘多项式拟合（Savitzky-Golay卷积法）.................................
1.4本论文选题目的和主要研究内容................................................................
第二章用理论公式计算不同滴定条件对分析结果的影响..............................
2.1以强碱标准溶液滴定弱酸的参数选择........................................................
2.1.1滴定条件假定.........................................................................................
2.1.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.1.3不同拟合条件对结果的影响.................................................................
2.2以强碱标准溶液滴定HCL和弱酸的混合液的参数选择.............................
2.2.1滴定条件假定.........................................................................................
2.2.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.2.3不同拟合条件的影响.............................................................................
2.3 PPM含量氯离子样品溶液的沉淀滴定..........................................................
2.3.1滴定条件假定........................................................................................
2.3.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.3.3不同拟合条件的影响.............................................................................
第I页上海交通大学工程硕士学位论文
2.4小结..............................................................................................................
第三章多项式拟合方法的比较优势..................................................................
3.1多项式拟合与人工神经网络的比较............................................................
3.2多项式拟合与线性电位滴定法的比较........................................................
3.3小结...............................................................................................................
第四章多项式拟合方法在自动电位滴定中的实际应用..................................
4.1主要实验仪器................................................................................................
4.2实验步骤........................................................................................................
4.2.1有机溶剂酸值的测定.............................................................................
4.2.2弱酸性样品的测定.................................................................................
4.2.3有极弱酸性的药物的测定.....................................................................
4.2.4 ppm级氯离子的测定..............................................................................
4.3结果与讨论....................................
摘要
随着自动电位滴定仪的普及，滴定分析继续被广泛地应用于石油化工、食品饮
料、生物制药、金属电镀及其它各个行业之中。然而，当有些滴定因溶液浓度较稀，
酸、碱的离解常数极弱，配合物稳定常数较小等因素，使得其突跃范围过窄，处于极
端情况下时，分析精度仍会受到严重地影响。运用化学计量学的方法，对滴定终点前
后的多个电位滴定数据进行处理,可以排除干扰，使分析误差满足样品分析要求。
本文首先使用滴定分析的理论公式，分别讨论强碱标准溶液滴定一元弱酸溶液、
强酸和弱酸混合液的情况。并在沉淀滴定的条件下，选取了各种适当的实验点，例如：
滴定液浓度，终点体积，平衡常数等，得到适合使用最小二乘多项式拟合的条件和参
数。
其次，通过对采用化学计量学方法的结果与采用最小二乘多项式拟合得到的结
果进行比较，讨论了最小二乘多项式拟合方法的优势。神经网络法较为复杂，以往的
研究主要针对常规的滴定曲线，没有相对其它方法特别的实用价值。数学模型法如何
建立有很强适应性的模型需要更深入的研究。结果显示，在条件满足时，线性电位滴
定与多项式拟合法对突跃范围狭窄的滴定都能取得良好效果；小波变换与多项式拟合
作用类似，主要用于抑制高频噪音，同时这两种方法内在可变因素较少，易于通过编
程实现。
本文将最小二乘多项式拟合法在滴定分析中进行了应用，讨论了不同的拟合条
件的影响。结果显示，适当的选取参数可以取得良好的分析结果，而且计算采用线性
回归，适合仪器内部微处理器实现。
关键词：电位滴定，终点，化学计量学，多项式拟合
目录
摘要
ABSTRACT
第一章
前言
1.1影响电位滴定精度的因素............................................................................
1.2化学计量学方法简介...................................................................................
1.3常用化学计量学方法的原理和应用............................................................
1.3.1人工神经网络........................................................................................
1.3.2化学因子分析与主成分分析.................................................................
1.3.3小波变换.................................................................................................
1.3.4曲线拟合（数学模型）法.....................................................................
1.3.5最小二乘多项式拟合（Savitzky-Golay卷积法）.................................
1.4本论文选题目的和主要研究内容................................................................
第二章用理论公式计算不同滴定条件对分析结果的影响..............................
2.1以强碱标准溶液滴定弱酸的参数选择........................................................
2.1.1滴定条件假定.........................................................................................
2.1.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.1.3不同拟合条件对结果的影响.................................................................
2.2以强碱标准溶液滴定HCL和弱酸的混合液的参数选择.............................
2.2.1滴定条件假定.........................................................................................
2.2.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.2.3不同拟合条件的影响.............................................................................
2.3 PPM含量氯离子样品溶液的沉淀滴定..........................................................
2.3.1滴定条件假定........................................................................................
2.3.2不同滴定条件的影响.............................................................................
2.3.3不同拟合条件的影响.............................................................................
第I页上海交通大学工程硕士学位论文
2.4小结..............................................................................................................
第三章多项式拟合方法的比较优势..................................................................
3.1多项式拟合与人工神经网络的比较............................................................
3.2多项式拟合与线性电位滴定法的比较........................................................
3.3小结...............................................................................................................
第四章多项式拟合方法在自动电位滴定中的实际应用..................................
4.1主要实验仪器................................................................................................
4.2实验步骤........................................................................................................
4.2.1有机溶剂酸值的测定.............................................................................
4.2.2弱酸性样品的测定.................................................................................
4.2.3有极弱酸性的药物的测定.....................................................................
4.2.4 ppm级氯离子的测定..............................................................................
4.3结果与讨论....................................
