АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОНСТАНТ СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПО МЕТОДУ МАЙО-ЛЬЮИСА

АННОТАЦИЯ

На основе программы Eксель создана методика автоматизации расчета констант бинарной сополимеризации по методу Мейо-Льюиса и построения графика. Графический метод, он предполагает наглядное описание построения многоугольников, соединяющих точки пересечения линий. Конечно, Ексель позволяет легко строить графики с линией тренда, которая показывает уравнение прямой линии над ней. Однако этот метод не допускает автоматизации, так как значения прописываются вручную. Можно добавить функцию типа << Линейная >>, результатом работы которой будет массив значений, содержащих коэффициенты уравнения прямой, и будет построен автоматизированный график.

ABSTRACT

On the basis of the Excel program, a method for automating the calculation of binary copolymerization constants by the Mayo-Lewis method and plotting was created. Graphical method, it involves a visual description of the construction of polygons connecting the points of intersection of lines. Of course, Excel makes it easy to chart with a trend line that shows the equation of a straight line above it. However, this method does not allow automation, since the values ​​are written manually. You can add a function of the << Linear >> type, the result of which will be an array of values ​​containing the coefficients of the equation of a straight line, and an automated graph will be built.

Ключевые слова: Мaйо-Льюис, график, сополимеризация, метод, мономер, Ексель.

Keywords: Mayo-Lewis, graph, copolymerization, method, monomer, Excel

Предложен новый графически оцениваемый линейный метод определения коэффициентов реакционной способности сополимеризации. Предложенное новое уравнение очень хорошо адаптируется для визуального определения применимости уравнения состава сополимера. Если экспериментальные данные адекватны уравнению состава, процедура предлагает простой и надежный метод графического определения констант сополимеризации. [3] Линейно-графический метод оценки данных, полученных при высоких уровнях конверсии. Если сополимеризацию проводят до высоких конверсий, определение параметров сополимеризации сопряжено со значительными вычислительными трудностями, поскольку необходимо применять точную интегральную форму уравнения сополимеризации. Был разработан простой метод преобразования экспериментальных данных, даже при высоких конверсиях, для использования в дифференциальной форме уравнения сополимеризации. В этом методе средний состав мономера присваивается соответствующему экспериментальному среднему составу сополимера. Предлагаемое приближение расширяет возможности использования нашего метода линеаризации, ранее разработанного для низких конверсий. Установлено, что этот метод дает высоконадежные результаты практически.[4]

Использование ИКТ в образовании, в частности, в обучении химии не должно вырождаться в бездумное получение результата с использованием программ «под ключ». В это отношении применение электронных таблиц представляется оптимальным в плане автоматизации вычислений, сочетая понимание принципов вычислений без углубления в сферу информационных технологий с быстротой реагирования на вводимые данные. Это позволяет в реальном времени оценить влияние значений задаваемых параметров. на результат, что является ценным как с точки зрения усвоения материала студентами, так и для поиска и выявления ошибок.

Метод Майо-Льюиса – традиционно первый в обучении студентов химии высокомолекулярных соединений. Являясь графическим методом, он предполагает визуальное определение построением многоугольников, соединяющих точки пересечения прямых. Конечно, Эксель позволяет легко строить графики с линией тренда, указывая на нем уравнение прямой. Однако это не позволяет автоматизировать метод, т.к. значения выписываются вручную. Можно добавить функцию типа <<Линейн>>, результатом которого будет массив значений, содержащих коэффициенты уравнения прямой (рис. )

Рисунок 1. Использование функции ЛИНЕЙН для получения массива значений а и b в уравнении прямой y=ax+b

Можно упростить подход. Расчет проводится согласно уравнению, связывающему значения констант сополимеризации, которое в классической форме выглядит так: 

                                      (1)

Здесь заглавн0ыми М обозначены значения мольных долей в процентах соответствующего мономера в исходной смеси, а строчными m – значения мольных долей соответствующих мономерных звеньев в составе образовавшегося сополимера.

Задавая произвольные значения для r_1, вычисляется r_2. Очевидно, поскольку уравнение (1) является уравнением прямой, достаточно задать два значения ддля каждой экспериментальной точки.

Упростим формулу, обозначив:

Получаем:

Далее, обозначив а=F²f и b=fF-F, получаем классическое уравнение прямой y=ax+b. Другими словами, получаем аналитическое решение для графического метода.

В электронных таблицах для лучшего понимания подробно и пошагово проводим вычисления для каждой экспериментальной точки. Предположим, получены следующие экспериментальные значения: [1]

Таблица 1.

Вычисления для каждой экспериментальной точки

Тогда в результате вычислений получим таблицу и ряд прямых:

Таблица 2.

Результаты вычислений

Для нахождения значений констант сополимеризации необходимо попарно решить уравнения

a_ix+b_i = a_kx+b_k

тогда

Был проведен эксперимент со студентами ВУЗов по проделанной работе. В ходе эксперимента учащиеся производили расчеты тремя разными способами. По первому методу студенты рассчитывали от руки и рисовали график, а по второму методу обучались и выполняли расчет констант сополимеризации и построение графика в программе Ексель. Таким образом, учащиеся лучше понимали и усваивали материал. Потому что правильно пользоваться формулой и рисовать график во время работы с программой Ексель становится проще. По третьему способу студенты работали по готовой программе. Этот метод привел студентов в замешательство. Причина в том, что в готовой программе есть формулы. Им это было непонятно, потому что готовый ответ давался только при вводе со значением. Исходя из этого, при оценке по 5 балльной системе эффективность усвоения по первой методике составила 3,4 балла, по второй методике - 4,2 балла, а по третьей методике - в среднем 3,2 балла. . Видно, что работа с Ексель дала высокие результаты у студентов.

Список литературы:

1. Г. И. Дерябина СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ Самара Издательство «Самарский университет» 2013.
2. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Практикум МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Ф.М. ДОСТОЕВСКОГО
3. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00222337508068644
4. https://www.tandfonline.com/author/T%C3%BCdos%2C+F
5. Рахимов.Т.Х Файзуллайева.Ч.О « Бинар сополимерланиш конуниятлари асосида хисоблаш дастури яратиш » 2022 г