Luận án ThS Hóa học: Xây dựng chương trình xử lý & kế hoạch hóa thực nghiệm hữu cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HOÁ HỌC TRẦN QUỐC TUẤN BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH XU LÝ VA KE HOACH HOA THỰC NGHIÊM HOA HOC HỮU CO LUAN AN THAC SI KHOA HOC HOA HOC CHUYÊN NGÀNH: HOA HỌC HỮU CO MÃ SÔ: : 01-04-02 Người hướng dẫn khoa học: PGS. LÊ ĐỨC NGỌC: Hà nội - 1997 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU | I. Phân tích xử ly tập số liệu kết qua thực nghiệm 2 [. Phân tích đánh giá một tập số liệu kết quả thực 2 nghiém (SLKQTN).

Phân tích so sánh hai tập SLKQTN 4 1. Phân tích tương quan 7 1. Qui hoạch hoá thực nghiệm 8 1. Qui hoạch hoa thực nghiệm một yếu tố 3 I.

Qui hoạch hoá thực nghiệm hai yếu tố 10 1. Qui hoạch hoá thực nghiệm nhiều yếu tố 1ã (phương pháp 6 vuông la tinh) 1. Mô hình hoá thực nghiệm 15 1. Mô hình hoá thực nghiệm bậc một đây đủ 18 1.

Mô hình hoá thực nghiệm bậc một rút gon 21 1. Mô hình hoá thực nghiệm bậc hai tâm trực giao 23 1. Mô hình hoá thực nghiệm bậc hai tâm xoay 27 1. Tối ưu hoá thực nghiệm 3l 3l 1.

Phương pháp thực nghiệm theo đường dốc nhất 1. Phương pháp khảo sát mặt mục tiêu 33 1. Phương pháp thực nghiệm theo đơn hình 36 HW. KẾT QUA 40 II.

Giới thiệu về chương trình xử lý và kế hoạch hoá thực nghiệm 40 [I.I Giới thiệu chung 40 II. Phương pháp tiến hành thí nghiệm cùng chương trình XKT 42 11. Lập trình phương pháp so sánh hai tập SLKQTN 45 11. Lưu đồ thuật toán 45 II.

Chương trình con giải quyết phương pháp so sánh hai 45 tập SLKOTN II.3 Thực hành trên máy tính 46 11.4 So sánh với kết quả tính bằng chương trình 47 Statgraphic HI. Lap trình phương pháp phân tích phương sai một yếu tố 48 II. Chương trình con giải quyết phương pháp phân tích 48 phương sai một yếu tố II.3 Thực hiện trên máy tính 49 II.4 So sánh kết quả với tài liệu 50 H4. Lập trình phương pháp phân tích phương sai hai yếu tố 11.

Chương trình con để giải quyết phương pháp phân tích phương sai hai yếu tố 11.3 Thực hiện trên máy tính `, 11.4 So sánh kết qua với tài liệu 54 II. Lập trình giải bài toán hồi qui tuyến tính 55 11. Chương trình con giải quyết phương pháp hồi qui 55 tuyến tính 11.3 Thực hiện trên máy tính 56 II.4 So sánh kết quả với tài liệu 57 11. Lập trình phương pháp mô hình hoá bậc một day đủ 58 11.

Lưu đồ thuật toán 58 II. Chương trình con giải quyết phương pháp mê hình 58 hóa bậc một day đủ 11.3 Thực hiện trên máy tính | 11.4 So sánh kết quả với tài liệu 61 LI. Lập trình phương pháp mô hình hoá bậc một rút gọn 62 11. Lưu đồ thuật toán 62 II.

Chương trình con giải quyết phương pháp mô hình 62 hóa bậc một rút gọn 11.3 Thực hiện trên máy tính 63 11.4 So sánh kết qua với tài liệu 65 IL. Lap trình phương pháp mô hình hoá bac hai tâm trực giao 66 11. Lưu đồ thuật toán 66 II. Chương trình con giải quyết phương pháp mô hình 66 hóa bậc hai tâm trực giao 11.3 Thực hiện trên máy tính 66 11.4 So sánh kết quả với tài liệu 69 11.

Lập trình phương pháp mô hình hoá bậc hai tâm xoay 1. Chương trình con giải quyết phương pháp mô hình 71 hóa bậc hai tâm xoay 11.3 Thực hiện trên máy tính 71 11.4 So sánh kết quả với tài liệu 74 HI. KẾT LUẬN ri) TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC LỜI MỞ ĐẦU Hoá học là môn khoa học gan liền với thực nghiệm. Hai phần ba các công trình công bố thuộc về hoá học hữu cơ.

Mặt khác, trong nền văn minh thông tin thì thông tin rút ra từ các kết quả thực nghiệm là quan trọng nhất vì không chỉ cho chúng ta cơ sở khoa học để phát triển mà còn là một khâu kiểm chứng cuối cùng của khoa học. thu thập thông tin (đặc biệt là qua thực nghiệm) và xử lý thông tin để tìm ra một qui luật, để rút ra một kết luận và để chuyển thành các quyết định là yêu cầu tối quan trọng cho con người sống và hoạt động trong nền văn minh thông tin. Ngày nay, máy tinh đã trở thành công cu thường nhật va kèm theo đó là các phần mềm tiện ích. Trong đó có rất nhiều phan mềm về xử lý thống kê và kế hoạch hoá thực nghiệm, đặc biệt nối tiếng như SPSS, Minitab, Statisca, Microsoft Excel.

Tuy nhiên, do các phần mềm này được viết bằng tiếng Anh nên thật khó sử dụng và khai thác có hiệu quả cho nhiều người. Nam trong chương trình nghiên cứu ứng dụng Toán va Máy tinh trong hoá học, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu là “Bước đầu xây dựng chương trình xử lý và kế hoạch hoá thực nghiệm hoá học hữu cơ” để có một phần mềm phổ dụng, tiếng Việt và thuận tiện cho các nhà nghiên cứu thực nghiệm. Nội dung bản luận án gồm ba phan chính: - Phần I: Tổng quan về các bài toán trong thực nghiệm hoá học nói chung và hoá học hữu cơ nói riêng. Trình bây kết quả '“Bước dau xây dựng chương trình xu lý va kế hoạch hoá thực nghiệm hoá học hữu co”.

to LTONG QUAN Cac bài toán trong thực nghiệm duoc chia làm bon loại bai toán chính như sau: 1. Phân tích xử lý tập số liệu kết quả thực nghiệm 2. Qui hoạch hoá thực nghiệm G2. Mê hình hoá thực nghiệm 4.

Tối ưu hoá thực nghiệm Phân tích xử lý tập số liệu thực nghiệm là các bài toán đánh giá, so sánh các tập số liệu kết quả thực nghiệm. Quy hoạch hoá thực nghiệm là các bài toán làm thực nghiệm theo một kế hoạch định trước nhằm xác định ảnh hưởng cua các yếu tố lên kết quả thí nghiệm. Mô hình hoá thực nghiệm là các bai toán tìm ra một mô hình mô tả thực nghiệm nhằm điều khiển được các quá trình thực nghiệm. Tối ưu hoá thực nghiệm là các bài toán tìm điều kiện tối ưu cho một thí nghiệm [20, 31].

PHAN TÍCH XỬ LY TẬP SO LIEU KET QUÁ THUC NGHIỆM. Phan tích đánh giá một tap số liệu kết quả thực nghiệm. Bài toán: Sau khi làm thực nghiệm người ta thu được kết quả là một tập số liệu kết qua thực nghiệm. cân đánh giá tập số liệu kêt qua thực nghiệm này [10.

Đề đánh giá được tập số liệu kết quả thực nghiệm người ta phải xem xét một số giá tri đặc trưng cho tập số liệu kết quả thực nghiệm. đó là: Đó chính xác, đó lap lại, khoảng chính xác tin cay và khoảng giới hạn tin cay [9]. Độ chính xác của một kết qua nghiên cứu thực nghiệm được đánh giá thông qua giá trị trung bình cộng của tập số liệu kết quả thực nghiệm bởi vì giá trị trung bình cộng biểu diễn mức độ tập trung cua các giá trị thực nghiệm. Giá trị trung bình cộng của tập số liệu kết quả thực nghiệm sai khác giá trị thật càng nhỏ thì độ chính xác của thí nghiệm càng lớn và ngược lại.

Độ lặp lại của một kết quả nghiên cứu thực nghiệm được đánh giá thông qua phương sai của tập số liệu kết quả thực nghiệm thu được. Phương sai của tập số liệu kết quả thực nghiệm càng nhỏ thì độ lặp lại càng lớn và ngược lại. Tuy nhiên, giá trị trung bình cộng và phương sai của một tập số liệu kết quả thực nghiệm đều phản ánh được độ chính xác và độ lặp lại của một kết quả nghiên cứu thực nghiệm nhưng mỗi đại lượng có tính trội hơn khi đặc trưng cho tập số liệu kết quả thực nghiệm: Giá trị trung bình có tính trội phản ánh độ chính xác, phương sai có tính trội phản ánh độ lặp lại của thực nghiệm. Mỗi tập số liệu kết quả thực nghiệm có một khoảng chính xác tin cậy phản ánh sự sai khác giữa giá trị trung bình và giá trị thật.

Khoảng chính xác tin cậy của một tập số liệu kết quả thực nghiệm được tính theo công thức sau: Ax(P, f) = x - p= t(Pf).Sg Trong đó: P: Độ tin cậy thống kê cho trước. f: Bậc tự do của tập số liệu kết quả thực nghiệm. Sx: Độ sai chuẩn. Khoảng chính xác tin cậy của một giá trị số liệu kết quả thực nghiệm được tính theo công thức sau: Ax,(P, f) = x; - x = t(P,f).S, Một tập số liệu kết quả thực nghiệm có khoảng chính xác tin cậy không thoả mãn với độ tin cậy thống kê cho trước thì có thể làm thêm thí nghiệm.

Số thí nghiệm để có khoảng chính xác tin cậy của tập số liệu kết quả thực nghiệm trùng với khoane cnính xác tin cậy mong muốn cho trước được tính theo công thức sau [34]: (485) NE[ Mot tập số liệu kết quả thực nghiệm có khoảng giới hạn tin cay nam trong khoang x + Ax(P, f).Sx Giá trị thực nghiệm x, bất kỳ của một tập số liệu kết quả thực nghiệm được chấp nhận theo độ tin cậy thống kê (P) cho trước, có bậc tự do f=N-1 phải luôn nằm trong khoảng giới hạn tin cậy và thường được biều diễn như sau: Xx, (x - Ax; x + Ax) 1. Phan tích so sánh hai tập số liệu kết quả thực nghiệm. [10, 12] Bài toán phân tích so sánh cặp tham số của hai tập số liệu thực nghiệm được chia làm hai trường hợp: Hai táp số liệu kết quả thực nghiệm tách biệt và hai tap số liệu kết qua thực nghiệm liên quan. Đề so sánh hai tập số liệu kết quả thực nghiệm, người ta thường phân tích so sánh hai đại lượng quan trọng nhất đó là giá trị trung bình (x) và phương sai (S”) đặc trưng cho độ chính xác và độ lặp lại của thí nghiệm [34].

Nội dung phân tích so sánh bao gồm: * So sánh độ chính xác: Đặc trưng bởi giá tri x, khi đó có hai trường hợp chính: 1. So sánh x với h 2. So sánh X, VỚI Xp * So sánh dộ lặp lại: Đặc trưng bởi S” Tuy theo N, va N, lớn hay nhỏ, bằng nhau hay khác nhau mà tiến hành so sánh theo các cách khác nhau. Nn Bài toán 1: So sánh độ chính xác [22].

Dùng chuẩn u hoặc chuẩn t để so sánh vì các chuẩn này phụ thuộc vào độ chính xác: x„-ụ X;- X XA- Xp u#=———- =———— t= Ơ S; vì Với n > 30 dùng chuẩn u còn N<30 dùng chuẩnt với giả thiết: Hy: x,= xụ HẠ: XA#Z Xp thì kết luận thống kê như sau: Nếu tự, (hay tự) < tying (hay Upang): chấp nhận Hạ, bác bỏ H, (độ chính xác là bằng nhau).