Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Lời cảm ơ n
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS
Tạ Thị Thảo, đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn, tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô trong bộ môn
Hoá phân tích đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, các
anh chị học viên k18 chuyên ngành Hoá phân tích, các em sinh
viên đã động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua.
Hà Nội, ngày 24 tháng 1 năm 2010
Học viên
Vũ Quỳnh Thu
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
1
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
BẢNG KÍ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT 4
MỞ ĐẦU 5
Chương I: TỔNG QUAN 7
1.1. Tổng quan về các nguyên tố Cu, Pb, Cd, Co, Ni [13] 7
1.1.1. Trạng thái hợp chất ứng dụng trong phân tích trắc quang 7
1.1.2. Các phương pháp phân tích quang học xác định riêng rẽ Co, Cd, Ni, Cu, Pb.
8
1.1.2.1. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [6] 8
1.1.3. Giới thiệu chung về thuốc thử PAR [30,22] 10
1.2. Phương pháp trắc quang kết hợp với chemometrics xác định đồng thời các
3.1.1. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào bước sóng 36
3.1.2. Ảnh hưởng của pH 37
3.1.3. Độ bền phức màu theo thời gian 39
3.1.4. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử dư đến khả năng tạo phức màu 39
3.1.5. Khảo sát sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của từng phức màu vào nồng
độ ion kim loại 41
3.2. Nghiên cứu phương pháp mạng nơron nhân tạo ANN xác định đồng thời
các cấu tử trong dung dịch. 45
3.2.1. Xây dựng ma trận nồng độ và ma trận độ hấp thụ quang của dung dịch
chuẩn và dung dịch kiểm tra 45
3.2.2. Xây dựng mô hình ANN tối ưu xác định đồng thời 5 ion kim loại 46
3.2.2. Xây dựng thuật toán loại trừ giá trị đo bất thường (outlier) 52
3.3. Phương pháp mạng noron nhân tạo kết hợp với hồi quy thành phần chính
(PCR-ANN) xác định đồng thời 5 cấu tử trong dung dịch 56
3.3.1. Khảo sát xây dựng mô hình PCA tối ưu 56
3.3.2. Xây dựng mô hình PCR- ANN 58
3.3.3. Đánh giá tính hiệu quả của phương pháp PCR-ANN 66
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
3
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
BẢNG KÍ HIỆU NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt
4-(2-pyriđinazo)-rezocxin 4-(2-pyridylazo)-rezorcinol PAR
Mạng nơron nhân tạo Artificial Neural Networks ANN
Cấu tử chính Principal Components PC
Mạng nơron nhân tạo kết hợp hồi
quy thành phần chính
nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp sai phân, phương pháp phổ đạo hàm,
phương pháp bình phương tối thiểu, phương pháp lọc Kalmal, các phương pháp
phân tích hồi quy đa biến tuyến tính, phương pháp hồi quy đa biến phi tuyến tính…
để xác định đồng thời các chất trong cùng hỗn hợp. Ưu điểm của các phương pháp
này là quy trình phân tích đơn giản, phân tích nhanh, tốn ít thuốc thử và hoá chất,
tăng độ chính xác. Đặc biệt, nếu trong hỗn hợp có thành phần nền phức tạp hoặc có
các cấu tử tương tác với nhau làm mất tính chất cộng tính tín hiệu đo thì mô hình
hồi quy đa biến phi tuyến tính sử dụng mạng nơron nhân tạo sẽ làm tăng tính chính
xác của kết quả phân tích lên rất nhiều. Điều đặc biệt, càng nhiều dữ liệu phân tích
thì mô hình sẽ cho kết quả phân tích càng chính xác, tuy nhiên, nếu kích thước tập
dữ liệu phân tích quá lớn sẽ dẫn đến việc mất nhiều thời gian xử lí đôi khi chương
trình tính toán bị dừng lại vì không xử lí được lượng số liệu khổng lồ đó. Trong
trường hợp này, phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) được sử dụng
trước tiên để làm giảm kích thước tập số liệu mà không làm mất đi lượng thông tin
chứa trong tập dữ liệu ban đầu. Đây được xem là thuật toán hiệu quả nhất xác định
đồng thời nhiều chất mà tín hiệu đo không có tính cộng tính hoặc bị ảnh hưởng bởi
lượng thuốc thử dư.
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
5
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Vit Nam, ó cú mt s cụng trỡnh xỏc nh ng thi cỏc cht ỏp dng
thut toỏn hi quy a bin phi tuyn tớnh s dng mng nron nhõn to nhng dựng
phn mm Pascal lp trỡnh tớnh toỏn hoc chng trỡnh mua ca nc ngoi vit
trờn ngụn ng Visual Basic hoc C+. Phn mm Pascal hoc cỏc phn mm khỏc
ũi hi ngi s dng phi rt am hiu v toỏn hc mi cú th lp trỡnh, cũn nu
mua rt t, ng thi mt rt nhiu thi gian s dng. Gn õy, phn mm
MATLAB- mt phn mm rt mnh v cỏc phộp tớnh ma trn ang c s dng
trong tt c cỏc ngnh khoa hc nghiờn cu v xó hi, t nhiờn gii quyt cỏc vn
thc t phc tp mt cỏch hiu qu. Vi nm gn õy, mt s hc viờn cao hc
oxatat khó tan. Khi tan trong nước, các muối đều cho ion bát diện [E(H
2
O)
6
]
2+
màu
lục.
Các muối halogenua (trừ Florua), nitrat, sunfat, peclorat và axetat của Cd(II) đều
dễ tan trong nước còn các muối sunfua, cacbonat, hay orthophotphat và muối bazơ
đều ít tan.
Trong dung dịch nước các muối Cd
2+
bị thuỷ phân:
Cd
2+
+ 2H
2
O → Cd(OH)
2
+ 2H
+
Cd
2+
có khả năng tạo nhiều hợp chất phức, các phức thường gặp là: [CdX
4
]
2+
(X
= Cl
2
, PbSiF
6
.
Đa số muối Cu(II) dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung dịch
thường ở dạng hiđrat. Khi gặp các chất khử, muối Cu(II) có thể chuyển thành muối
Cu(I) hoặc thành Cu kim loại.
* Dạng phức chất
Các ion Co
2+
; Ni
2+
tạo nên nhiều phức chất, độ bền của những phức chất đó
tăng lên theo chiều giảm của bán kính ion Co
2+
(0,72A
0
); Ni
2+
(0,69A
0
) Co
2+
; Ni
2+
thường tạo phức chất bát diện với số phối trí 6.
Ngoài ra, Ni
2+
Co
2+
5
), 8-hiđroxylquinolin, natriđietyldithiocacbamat,
đithizon,… Những phức này cho phép xác định đồng bằng phương pháp khối
lượng, thể tích hay trắc quang.
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với
dithizon ở pH = 5-6 tạo phức mầu đỏ gạch. Phản ứng này được dùng để chuẩn độ
xác định Chì với giới hạn xác định đến 0,05 ppm hoặc dùng để chiết Chì trong
nhiều phương pháp phân tích định lượng khác nhau. Ngoài ra, các halogenua Chì có
thể kết hợp với các ion halogenua tạo nên phức chất kiểu Me[PbX
3
] hay Me
2
[PbX
4
].
PbI
2
+ 2KI → K
2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl → H
2
[PbCl
4
]
Các muối của Pb(II) như Pb(NO
v lng thớch hp MnSO
4
v (NH
4
)
2
SO
4
. Sai s tng i khi xỏc nh
coban l 3,1%, hiu sut thu hi t 97,6%.
ng rt d phỏt hin bng phng phỏp ph hp th nguyờn t. ó cú nhiu
cụng trỡnh nghiờn cu xỏc nh Cu trong cỏc i tng khỏc nhau:
Ngi ta s dng phng phỏp hp th nguyờn t xỏc nh ng trong nc
sau khi ó lm giu ng bng cỏch chit hoc dựng nha trao i ion. Cú th chit
ng bng 5 cloxalixyl aldoxim. Xỏc nh ng trong ngn la khụng khớ -
axetilen.
Ngi ta xỏc nh ng trong nc sụng, nc h bng cỏch lm giu Cu
2+
mt
cỏch nhanh chúng v chn lc trờn cht hp th rn (TXA) to phc dng vũng
cng. Lng ng c gi li trờn ct nhi 0,4g TXA pH = 5,5 7,5 vi vn
tc v = 25 200ml. Sau khi lm giu, lng TXA ho tan vo trong 10ml hn hp
n-butylamin DMPA (5:100), ng c xỏc nh bng phng phỏp hp th
nguyờn t trong ngn la khụng khớ C
2
H
2
324,7nm. ng chun thng trong
khong nng t 2 - 80g Cu/10ml. nhy 0,093 g/ml (i vi s hp th
1%). Sai s tng i khi xỏc nh 10g Cu (n = 10) l 0,01. nh hng ca Fe
pH = 4 - 5. Để đưa pH về 4,3 có thể dùng HCl và đệm citrate. Độ hấp thụ quang
của phức tại λ = 484nm. Xyanua, thiocyanat, pesunfat và EDTA là những ion có
thể gây ảnh hưởng đến phương pháp xác định. Phương pháp này cho phép phát
hiện nồng độ đồng tới 20 μg/l. [50]
Ngoài ra, các tác giả SHIGEYA SATO, TOSHIE SATO and SUMIO
UCHIKAOA. đã tổng hợp 2-(3,5 diclo-2 pyridylazo)-5-dimetylaminophenol (3,5-
diCl-DMPAP) để xác định coban. Thuốc thử 3,5-diCl-DMPAP phản ứng với coban
trong môi trường pH= 2,2 → 6,0, ở nhiệt độ phòng tạo thành phức ML
2
tan trong
nước, độ hấp thụ quang đạt cực đại ở bước sóng λ
max
= 590 nm, hệ số hấp thụ phân
tử gam của phức ε = 8,4.10
4
(l/mol.cm). Ảnh hưởng của các ion kim loại chuyển
tiếp khác được loại trừ bằng phương pháp chiết với dung môi 8- hidroxylquinolin.
Phương pháp này được ứng dụng thành công xác định coban trong các mẫu thép.
[45]
Coban và niken còn được xác định đồng thời bằng phương pháp quang phổ
hấp thụ phân tử và màng điện trung hoà nhân tạo, dựa trên phản ứng tạo phức chất
của Co(II) và Ni(II) với pyrolidine và CS
2
. Phức chất được chiết bằng p-xylen. Giới
hạn phát hiện của Co
2+
và Ni
2+
tương ứng là 5ppm và 6ppm. Phương pháp này cho
phép xác định đồng thời các ion kim loại trong hợp kim và vật liệu tổng hợp. [29]
Thuốc thử PAR có tên đầy đủ là 4-(2- pyridylazo)-resorcinol, thường tồn tại
dưới dạng muối Na ngậm 1 hoặc 2 phân tử H
2
O, là chất rắn màu đỏ da cam. PAR có
thể được kết tinh lại bằng etanol 50%.
Tùy từng môi trường, PAR tồn tại ở 6 dạng khác nhau trong dung dịch:
H
5
L
3+
↔ H
4
L
2+
↔ H
3
L
+
↔ H
2
L ↔ HL
-
↔ L
2-
90% H
2
SO
4
50% H
↔ L
2-
+ H
+
K
3
= 10
-11,9
Bước sóng hấp thụ cực đại của 6 dạng ion từ H
5
L
3+
đến L
2-
lần lượt là: 433,
390, 395, 385, 413 và 490nm. Trong dung dịch axit yếu hoặc bazơ yếu, PAR
đều có màu da cam.
Cấu trúc các phức vòng càng của PAR tương tự như PAN, nguyên tử H của
nhóm OH ở vị trí octo được thay thế bằng nguyên tử kim loại bằng cách liên kết
kim loại đó với gốc piridin N và azo N (2 vòng 5 cạnh). Các phức dạng ion hoặc
dạng phân tử tạo thành có thể chuyển hóa lẫn nhau phụ thuộc vào pH trong dung
dịch. Tốc độ phản ứng của kim loại với PAR có thể xác định được tuy nhiên
thành phần của sản phẩm thì không xác định được. Thí dụ Ni
2+
phản ứng với
PAR trong cả môi trường axit và bazơ đều tạp phức có tỉ lệ 1:2 tuy nhiên vẫn
tồn tại các dạng phức khác. Trong dung dịch axit yếu, (pH = 3,3) tồn tại phức
Ni(HL)
2
có màu đỏ (Є
Cd 1:2 495 57.8
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
11
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
Co(III) 1:2 510 5.5
Cu(II) 1:1 (pH 2.3 – 5) 522 12.1
1:2 (pH > 5) 505 – 510 58.9
Ga 1:1 (pH 1.5 – 3) 490 – 95 21.2
1:2 (pH 3 – 5) 500 – 505 9.9
Hf 1:4 (pH 2.5) 510 37.5
In 1:1 500 – 510 32.8
Mn 1:2 496 86.5
Nb 1:1 (0.1 – 0.2 N H
2
SO
4
) 530 18
1:1 (pH – 6) 555 38.7 , 31.2
Pb 1:1 512 10.8
1:2 522 50.2
Pd 1:1 (môi trường H
2
SO
4
) 440 18.4
Pt(II) 1:1 450,660 22.9
Các nguyên tố đất hiếm 1:2 515 16 – 50
Sc 1:1 (pH 2) 505 (515) 14.7 (22.1)
Ta 1:1 515 20.4
PAR xỏc nh cỏc nguyờn t nh: sc kớ lng, sc kớ ion, phng phỏp ng hc,
k thut FIA, ph hp th nguyờn t v mt s phng phỏp khỏc
Phng phỏp trc quang n gin, tin li, nhy tng i cao nờn c s
dng ph bin xỏc nh cỏc kim loi lng nh. Tuy nhiờn, nhc im ca
phng phỏp ny l khụng chn lc, mt thuc th cú th to phc vi nhiu ion
gõy sai s phộp phõn tớch. Do ú, phõn tớch trc quang cỏc cation kim loi
chuyn tip cn phi che hoc tỏch loi trc khi phõn tớch nờn khú xỏc nh nhiu
kim loi trong cựng hn hp. Vỡ vy, phng phỏp ng dng chemometrics vi trc
quang c xem l gii phỏp ti u xỏc nh ng thi cỏc cht trong cựng hn
hp.
1.2. Phng phỏp trc quang kt hp vi chemometrics xỏc nh ng
thi cỏc nguyờn t Co, Cd, Ni, Cu, Pb
1.2.1. Phng phỏp trc quang kt hp vi hi qui a bin tuyn tớnh.
Vic xỏc nh ng thi nhiu cu t trong hn hp ó c cỏc nh khoa
hc nghiờn cu v ng dng rt nhiu do nhng u im vỡ rỳt ngn c thi gian
phõn tớch v tng nhy ca phộp phõn tớch. Vic nghiờn cu xỏc nh ng thi
nhiu cu t m ph hp th ca chỳng xen ph nhau ó c nhiu tỏc gi quan
tõm nghiờn cu.
Trờn th gii, phn ln cỏc cụng trỡnh nghiờn cu xỏc nh ng thi cỏc
cht trong cựng hn hp u s dng thut toỏn hi quy a bin ng dng phn
mm Matlab tớnh toỏn kt qu v x lý s liu.
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
13
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Jahanbakhsh v cỏc cng s [53] ó tin hnh xỏc nh ng thi c ba
nguyờn t coban, ng v niken trong cỏc mu hp kim bng thuc th nitrosol-R-
salt kt hp vi phng phỏp bỡnh phng ti thiu riờng phn, mt cụng c toỏn
hc ng dng trong phõn tớch hi quy a bin. Cỏc thớ nghim c tin hnh trờn
ma trn thc nghim cho h ba cu t. Khong tuyn tớnh xỏc nh Co, Cu, Ni
2+
: 0,2 - 8,0 ppm. Lp
ma trn tớnh cỏc h s hi qui t 36 dung dch chun, da trờn kt qu phõn tớch 16
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
14
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
mu gi tỡm c mụ hỡnh PLS, CLS, ILS v PCR thớch hp vi sai s tng i
khi phõn tớch mu t to nh hn 15% tho món sai s cho phộp.
1.2.2. Phng phỏp hi qui a bin phi tuyn tớnh xỏc nh ng thi cỏc cht
1.2.2.1. Phng phỏp mng noron nhõn to (ANN)
1.2.2.1.1. Cu trỳc v mụ hỡnh ca mt nron [3, 33, 28]
Mụ hỡnh ca mt nron trong nóo ngi cú th biu din nh hỡnh 1, trong ú
soma l thõn ca nron, cỏc dendrites l cỏc dõy mnh, di, gn lin vi thõn,
chỳng truyn d liu (di dng xung in th) n cho thõn nron x lý. Bờn trong
thõn nron cỏc d liu ú c tng hp li. Cú th xem gn ỳng s tng hp y
nh l mt phộp ly tng tt c cỏc d liu m nron nhn c.
Hỡnh 1 : Mụ hỡnh mt nron ca con ngi
Mt loi dõy dn tớn hiu khỏc cng gn vi soma l cỏc axon. Khỏc vi
dendrites, axon cú kh nng phỏt cỏc xung in th, chỳng l cỏc dõy dn tớn hiu t
nron i cỏc ni khỏc. Ch khi no in th trong soma vt quỏ mt giỏ tr ngng
no ú (threshold) thỡ axon mi phỏt mt xung in th, cũn nu khụng thỡ nú
trng thỏi ngh.
Axon ni vi cỏc dendrites ca cỏc nron khỏc thụng qua nhng mi ni c
bit gi l synapse. Khi in th ca synapse tng lờn do cỏc xung phỏt ra t axon
thỡ synapse s nh ra mt s cht hoỏ hc (neurotransmitters); cỏc cht ny m
"ca" trờn dendrites cho cỏc ions truyn qua. Chớnh dũng ions ny lm thay i
in th trờn dendrites, to ra cỏc xung d liu lan truyn ti cỏc nron khỏc.
Mt tớnh cht rt c bn ca mng nron sinh hc l cỏc ỏp ng theo kớch
f (u) =
0 nu u < 0
b. Hm piecewwise linear
1 nu u > 1/2
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
16
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
f (u) = u nu 1/2 > u > -1/2
0 nu u < -1/2
c. Hm sigmoid (logistic)
f (u) = 1
1 + exp (-au)
d. Hm tang- hyperbol
f (u) = tanh (u) = e
u
e
-u
e
u
+ e
-u
Hỡnh 3: th cỏc hm thng dựng
Vi mi mụ hỡnh tớnh toỏn, ta phi xỏc nh cỏc thut toỏn hc t ng
xỏc nh cỏc giỏ tr tham s ti u cho mụ hỡnh trờn c s b s liu cho trc
(cỏc con s ny ngi xõy dng chng trỡnh khụng phi quan tõm) .
* Hng s tc hc
Hng s tc hc l mt yu t quan trng nh hng n hiu qu v
hi t ca thut gii lan truyn ngc sai s. Khụng cú hng s tc phự hp
ú perceptron cú kh nng phõn lp tuyn tớnh nờn cú th dựng gii bi toỏn
hi quy tuyn tớnh.
- Hn ch ca perceptron: khụng th phõn lp phi tuyn
- Mng lan truyn nhiu lp (multi layer perceptron-MLP)
* Cu trỳc mng MLP 1 lp n :
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
18
neuron
neuron
neuron
neuron
X0
XN
X1
.
.
.
1
2
M
.
.
.
1
K
yo
yk
.
.
.
−
−
=
dạng như sau :
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
19
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
Hình 5 : Dạng đồ thị hàm f của mạng RBF .
1.2.2.1.5. Giải thuật lan truyền ngược
Thuật toán này được tạo ra bằng cách tổng quát hoá qui luật phổ biến
Widrow-Hoff với mạng đa lớp và hàm chuyển vi phân không tuyến tính, vectơ
nhập và vectơ mục tiêu tương ứng được dùng để tạo mạng cho đến khi nó có thể
xấp xỉ hoá một hàm liên quan tới vectơ nhập và vectơ xuất.
Nếu có n biến đầu vào ta sẽ có tín hiệu vào đồng thời ở các nút nhập và
được lan truyền thẳng qua các nơron rồi xuất hiện tại điểm ra cuối cùng của mạng
như tín hiệu ra. Tổng tín hiệu vào tại một nơron được tính là hàm của các tín hiệu
vào và liên quan đến synaptic weight để ứng dụng cho một nơron nào đó. Nơron
này sẽ chuyển tổng tín hiệu nhập thành tín hiệu ra (outgoing) sử dụng hàm chuyển
đổi (transfering function) và phát đi đến các nơron khác. Trong khi đó một tín
hiệu sai số xuất phát tại một nơron ra của mạng và truyền ngược lại theo từng lớp
đến các nút mạng phía trước. Mỗi quá trình truyền đi của tín hiệu và truyền ngược
lại của sai số được gọi là một bước lặp (epoch). Tín hiệu sai số và gradient sai số
tại mỗi nơron được tính cho một trọng số đã chọn (weight optimizato) sao cho sai
số đầu ra là nhỏ nhất.
n
E = ∑ (t (x
i
, w) – y (x
: vector giá trị đầu ra của nơron trong lớp j
x1 t
j
Wij
x2
W
2j
e
j
x
i – 1 W
(i – 1)
j
sum
x3 Wij Nơron j
Hình 6: Mô hình tính toán một nơron
- Giá trị sai số của nơron j tại vòng lặp thứ n
e
j
(n) = t
j
(n) – y
j
(n)
- Tổng bình phương sai số của mạng nơron:
k
E (n) = 1 ∑ e
2
(n))
- Tính toán giá trị đạo hàm sai số cho mỗi nơron w
ij
Giá trị điều chỉnh trọng số:
Như vậy quá trình điều chỉnh trọng số có thể được xác định theo các công
thức trên, tuy nhiên ta cần phải xác định vị trí của nơron thuộc lớp nào (lớp ẩn hay
lớp xuất). Điều này rất quan trọng trong việc tính toán cho từng hệ số điều chỉnh
trọng số.
Như vậy tuỳ theo hàm hoạt động ta có thể tính dễ dàng tính toán các giá trị
điều chỉnh trọng số cho từng trọng số tương ứng theo thuật toán lan truyền ngược
Back – Propagation.
1.2.2.1.6. Ưu, nhược điểm của mạng nơron nhân tạo
* Ưu điểm
- Phương pháp cho phép xác định đồng thời nhiều cấu tử khi phổ của
chúng trùng lấn nhau ngay cả khi các đại lượng vật lý đo được không có tính cộng
tính. Trong khi đó các phương pháp khác như trắc quang đạo hàm, Vierordt đòi
hỏi các đại lượng đó phải có tính cộng tính.
- Mạng ANN cho phép xác định đồng thời nhiều cấu tử mà trong hệ có
nhiều quá trình xảy ra còn chưa biết hay còn gọi là hệ mờ, nhờ vậy mà ANN có
thể xác định bằng phương pháp trắc quang ngay cả khi trong dung dịch có sự tạo
phức cạnh tranh, thuốc thử tạo phức màu không đủ dư và khi nồng độ các cấu tử
cần xác định không nằm trong khoảng tuyến tính.
- ANN cho phép xác định đồng thời nhiều cấu tử mà phổ của chúng trùng
lấn nhau bằng các kỹ thuật khác nhau như: điện hoá, trắc quang động học, huỳnh
quang tia X
Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ
22
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vò Quúnh Thu Cao häc K18
* Nhược điểm
23
Website: http://www. kilobooks.com Email :
Vũ Quỳnh Thu Cao học K18
Vic nghiờn cu xỏc nh ng thi nhiu cu t m ph ca cỏc i
lng vt lý o c ca chỳng xen ph nhau ó c nhiu tỏc gi quan tõm
nghiờn cu. xỏc nh ng thi nhiu cu t cú nhiu phng phỏp: phng
phỏp trc quang o hm, phng phỏp chun a bin s dng bỡnh phng ti
thiu (CLS, ILS, PLS) nhng phng phỏp o hm s lm gim nhy ca
phộp phõn tớch cũn trong nhiu trng hp cỏc phng phỏp bỡnh phng ti
thiu khụng thớch hp vỡ tớn hiu o khụng cú tớnh cng tớnh .
Hin nay nhiu cụng trỡnh nghiờn cu s dng ANN c trin khai thc
hin rt nhiu phũng thớ nghiờm trờn th gii. ANN cho phộp mụ hỡnh hoỏ cỏc
mi quan h phi tớnh phc tp. Nú cho phộp gii quyt mi quan h m trong ú
cú nhng quỏ trỡnh xy ra cha c bit hoc nhng thụng tin v h cũn cha
y hay h m.
- Bng ANN ngi ta ó nghiờn cu xỏc nh cỏc axit hiroxylat benzoic
v axit cianmic bng phng phỏp chun in th cho kt qu chớnh xỏc vi sai
s 4,18% [40].
- Phng phỏp in hoỏ s dng mng ANN ó c nghiờn cu xỏc nh
ng thi Ag(I), Hg(II), Cu(II) bng o th s dng in cc cacbon nhóo khụng
bin tớnh. Xỏc nh Mo, Cu bng ph xung vi phõn ho tan hp ph catot, etanol,
fructoza v glucoza bng phng phỏp volampe xung bc thang (DPSV)
- ANN c s dng trong nghiờn cu xỏc nh ng thi anilin v
cyclohexylamin cho kt qu cú lch chun tng i (RMSD) t 0,9-1,17
[32]
- Bng phng phỏp trc quang s dng mng ANN ó xỏc nh ng
thi phenobarbiton v phenytoinnatri trong cỏc mu thuc v dc phm. xỏc
nh ng thi Zn(II), Cd(II), Hg(II) trong nc vi lờch chun 0,29-Cd, 0,38
v 0,35 vi Hg v Zn(II). [35]
Bờn cnh ú, nhúm tỏc gi [39] ó nghiờn cu mng nron nhõn to gm 3
Phõn tớch thnh phn (cu t) chớnh l cụng c hu hiu cho phộp gim s
bin trong tp s liu t tp s liu a chiu bng cỏch tỡm ra giỏ tr phng
sai ln nht vi s cu t chớnh (PC) hay cỏc bin o ớt nht.
PCA l thut toỏn a bin da trờn vic quay cỏc trc s liu cha cỏc
bin ti u. Khi ú, mt tp hp cỏc bin liờn quan vi nhau c chuyn
thnh tp hp cỏc bin khụng liờn quan v c sp xp theo th t gim
bin thiờn hay phng sai. Nhng bin khụng liờn quan ny l s kt hp
tuyn tớnh cỏc bin ban u. Da trờn phng sai do mi bin mi gõy ra cú
th loi b bt cỏc bin phớa cui dóy m ch mt ớt nht thụng tin v cỏc s
Khoa Hóa học-Trờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
25
Copyright: Tài liệu đại học ©