計算機作為現代科學技術,已廣泛應用於各個領域。近年來,由於計算機處理準確、快速,並且提供了新的途徑和方法,所以計算機在化學中應用也越來越多了,特別是分析化學和有機化學的研究,計算機成了不可缺少的重要工具。
計算機在分析化學中的應用簡稱為計算分析,其內容主要有:數據處理。利用一元統計,對同一項目的若幹次測量數據進行統計處理;利用二元統計,計算含量與滴定體積或濃度與吸光度之間的直線方程;用程序型計算機也能迅速完成這些計算。
條件預測。根據溶液平衡原理,考慮副反應係數校正,形成精確的數學模型,對化學分析條件進行預測。例如顯色反應適合的pH值,離子交換色譜法中淋洗液濃度和用量的預測等。在較複雜的情況下,可用計算、數學方法。設有10種金屬離子與10種絡合劑共存,它們之間的競爭反應可用迭代法預測,按常法要一個人計算三年半,用計算機隻需1小時就得到答案,較準確地預測哪種離子參加反應、哪些離子被掩蔽等。
提高選擇性。通過平衡模型和當量模型,準確測定指定的組分,消除幹擾。
提高靈敏度。用累加平均、導數光譜、信號相關等方法,改善信噪比、提高分辨率,使原來測不出的能量被測出。
實現分析儀器連續化、自動化和智能化。這方麵發展很迅速,從分析試樣稱量、進樣、加液、調溫、調節等操作連續自動進行,一切工作由屏幕提示,人機對話,過程和結果由機器自動打印記錄。
計算機在有機化學中的應用簡稱計算有機,主要內容有:譜圖檢索。有機物的研究常常要查對標準紅外、核磁、質譜等譜圖,以得到未知物質的組成和結構。但是標準譜圖數量太大,費時很多,例如有18萬張標準譜圖,每4秒翻一張,一個需要30天完成。若將譜圖信息數字化,用計算機檢索,可能迅速指出實際測得的譜圖與哪一張標準譜圖相同或與哪幾張相近,而不必一一翻閱。
差譜技術。將實測譜圖用差減的辦法排去共存物或雜質的幹擾,產生相應於純有機化合物的譜圖,這是很困難的。利用計算機執行差譜程序,為有機物的成分和結構分析提供了方便可靠的手段。
結構解析。到20世紀80年代中期,已知的有機化合物約600萬種,而標準譜圖不到20萬種,譜圖檢索不能完全解決問題。結構解析方法是利用已有的譜圖數據按一定規則存入計算機,經計算機推理判斷,可以指出試樣結構的若幹種可能方案。這種方法模擬了化學家的智能,屬於專家係統的研究。
合成路線設計。這是新物質合成的基礎,計算機通過逆向追溯、順向預測、途徑選擇等,找到成本最低、產率最高、方法簡單、汙染最少的最佳合成路線。