Seminarium CerkoLab-EQSOL

Modelowanie równowag w roztworach
z wykorzystaniem programu CerkoLab-EQSOL

Seminarium pt. „Modelowanie równowag w roztworach z wykorzystaniem programu CerkoLab-EQSOL” organizowane jest we współpracy Oddziału Gdańskiego PTChem z Firmą Cerko. Dedykujemy to seminarium tym wszystkim osobom, które zajmują się badaniem równowag w roztworach, a w szczególności wyznaczaniem wartości pK.

Na Świecie dostępne są różne programy (np. SCOGS, MINIQUAD, HyperQuad), które umożliwiają wyznaczanie wartości stałych. W ramach seminarium pragniemy wskazać na istotne różnice pomiędzy dotychczas stosowanymi programami a innowacyjnym programem EQSOL. 

Program Cerko Lab System EQSOL powstał we współpracy firmy Cerko z Profesorem Adamem Liwo z Uniwersytetu Gdańskiego. Stanowi on uniwersalne środowisko do analizy wielu aspektów równowag w układach o dowolnym stopniu złożoności. Sposób obsługi programu w maksymalnym stopniu odzwierciedla codzienną pracę chemika analityka. Program umożliwia nie tylko dopasowanie modelu równowag i jego parametrów do danych doświadczalnych z miareczkowań potencjometrycznych oraz spektrofotometrycznych, ale również umożliwia symulacje teoretycznych krzywych titracji o dowolnym stopniu złożoności. Funkcje symulacji miareczkowań (w tym miareczkowań spektrofotometrycznych) programu EQSOL mogą szczególnie zainteresować osoby prowadzące zarówno badania naukowe, wykłady jak i ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej, chemii farmaceutycznej oraz innych dziedzin chemii.  W trakcie seminarium przedstawione zostaną, między innymi, praktyczne przykłady badań przeprowadzanych w laboratorium Cerko we współpracy z ośrodkami akademickimi, podstawy teoretyczne zastosowanego algorytmu, jak i sposób obsługi poszczególnych funkcji programu.

W części praktycznej (warsztaty) zainteresowani będą mogli przetestować działanie programu na zaproponowanych przez siebie modelach.

Oprogramowanie CerkoLab-EQSOL umożliwia określanie, na podstawie danych potencjometrycznych i/lub spektrofotometrycznych, modelu równowag chemicznych oraz wyznaczanie stałych równowag reakcji chemicznych w roztworach dla zadanego modelu lub znalezionego przez program modelu najlepiej pasującego do danych doświadczalnych. Program zawiera również moduł symulacyjny, umożliwiający obliczenie krzywych miareczkowania i profili stężeń poszczególnych reagentów dla zadanego modelu równowag i warunków. Istotną cechą programu jest możliwość uwzględnienia błędów wszystkich wprowadzanych parametrów. Model równowag jest zapisywany w postaci reakcji chemicznych, przy czym postać reakcji jest całkowicie ogólna, bez rozgraniczenia na reakcje dysocjacji kwasowej, tworzenia kompleksów, redox czy strącania osadów. Algorytm dopasowywania numerycznego wyznaczanych parametrów oparty jest o wieloparametrową minimalizację metodą Marquardta.

Od powszechnie używanych do wyznaczania stałych równowag programów takich jak SCOGS i MINIQUAD, EQSOL odróżnia (i) możliwość bezpośredniego wyznaczenia najlepszego modelu równowag wraz z jego oceną statystyczną w stosunku do modeli alternatywnych, (ii) całkowicie ogólny zapis modelu równowag chemicznych, co umożliwia uwzględnienie równowag „niestandardowych” takich, jak np. tworzenie kompleksów związanych wiązaniem wodorowych między kwasem a jego anionem oraz (iii) możliwość uwzględnienia błędów wszystkich wielkości mierzonych (wraz z ich propagacją na błędy wyznaczonych parametrów) a nie tylko np. objętości titranta czy siły elektromotorycznej.   Program umożliwia dopasowanie modelu i jego parametrów do danych eksperymentalnych uzyskanych z miareczkowań potencjometrycznych i spektrofotometrycznych. Moduł symulacji programu EQSOL umożliwia generowanie na podstawie modelu oraz stałych pK, stężeń składników titranda oraz titranta teoretycznych krzywych miareczkowań o dowolnym stopniu złożoności.

Program działa w dowolnej wersji systemu operacyjnego Windows, posiada intuicyjny interfejs użytkowy, umożliwia prezentację graficzną wyników a dane mogą być eksportowane do innych programów.