아키온

aqion
초기 릴리즈	2012년 1월 1일
안정적 해제	버전 7.7 / 2022년 1월
기록 위치	C++
운영 체제	창문들
크기	3.7MB
다음에서 사용 가능	영어, 독일어
웹사이트	aqion.de

Aqion은 수력 화학 소프트웨어 도구다.과학 소프트웨어(PhreeqC^[1] 등)와 일상 생활에서 "단순한" 물 관련 작업의 계산/처리 사이의 간극을 메운다.소프트웨어 aqion은 개인 사용자, 교육 및 기업에게 무료로 제공된다.

동기 & 역사

우선. 대부분의 수화학 소프트웨어들은 전문가와 과학자들을 위해 고안되었다.가파른 학습 곡선을 평평하게 하기 위해 aqion은 "화학 포켓 계산기"의 형태로 물과 관련된 기본적인 주제에 대한 소개를 제공한다.

둘째. 이 프로그램은 두 가지 용어 개념을 중재한다.계산은 열역학(활성화, 지정, 로그 K 값, 이온 강도 등)의 "과학 영역"에서 수행된다.그런 다음, 출력은 어금니 및 질량 농도, 알칼리성, 완충 용량, 물 경도, 전도성 등의 공통 용도의 "언어"로 번역된다.

역사버전 1.0은 2012년 1월(2011년 반기 테스트 실행 후) 출시됐다.이 프로젝트는 매월 1~2회 업데이트로 활발히 진행되고 있다.

특징들

수용액 확인(충전 잔액 오류, 매개 변수 조정)
물리적 화학적 파라미터 계산: 알칼리성, 버퍼 용량(ANC, BNC), 물 경도, 이온 강도
수성 지정 및 복잡화 계산
화학 물질(산화물, 염분, 염분)을 첨가한 후 용액의 pH를 계산한다.
석회-탄산염 시스템 계산(폐쇄/개방 CO₂ 시스템, Langelier 포화 지수)
미네랄 용해, 강수량 및 포화 지수 계산
두 용수의 혼합을 계산함
환산화(redox) 반응 계산
적정 곡선 그림

적용분야

수질분석 및 수질
지질학적 모델링(간단한 형태)
교육

적용한도

무기종만(유기화학 없음)
평형 열역학만(화학 운동학 없음)
이온 강도가 0.7 mol/L인^[2] 수용액만(브라인 없음)

기본 알고리즘 & 수치해결기

수력 화학에는 두 가지 근본적인 접근법이 있다: 질량 작용의 법칙(LMA)과 깁스 에너지 최소화(GEM)이다.^[3]프로그램 aqion은 범주 LMA 접근법에 속한다.간단히 말해서, N의_S 2차 종 i를 형성하기 위해 결합되는 N의_B 독립 기초 성분 j (즉, 일차 종)의 시스템은 일련의 질량 작용 및 질량 균형 방정식으로 표현된다.

(1) 집단행동법칙: { $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ = $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ j $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ = 1 $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ { $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ i $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ ${\$ i = 1 $\{i\}\,=\,K_{i}\,\prod _{j=1}^{N_{B}}\,\{j\}^{\nu _{i,j}}$ ...N_S

(2) 질량 균형 법칙 : [ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ T $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ T $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ = $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ [ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ + $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ = $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ i , $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ [ $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ {\ $displaystyle [j]_{$ $TOT}\,=\,$ [ $j]+\sum _{i=1}^{N_{S}\,\nu _{i,j}\,[i]},$ j $[j]_{TOT}\,=\,[j]+\sum _{i=1}^{N_{S}}\,\nu _{i,j}\,[i]$ = 1 ...N_B

여기서 K는_i 2차 종 i 형성의 평형 상수이고, ν은_i,j 2차 종 i에서 기본 종 j의 계량계수를 나타낸다( (의_j,i 값은 양수 또는 음수일 수 있다).여기서 활동 a는_i 곱슬 괄호 {i}로, c는_i 직사각형 괄호[i]로 상징된다.두 수량은 에 의해 관련된다.

(3) 활동 수정: { i $\{i\}\,=\,\gamma _{i}\,[i]$ = $\{i\}\,=\,\gamma _{i}\,[i]$ $\{i\}\,=\,\gamma _{i}\,[i]$ $\{i\}\,=\,\,\cHB _{i}\,[i]$

Debye-에 의해 계산된 활동 계수로_i γ을 사용후켈 방정식 및/또는 데이비스 방정식.Eq.(1)를 Eq.(2)에 삽입하면 j번째 기준 종에 대한 비선형 다항식 함수 f가_j 생성된다.

(4) ${\displaystyle f_{j}(c_{1},c_{2},...,c_{N_{B}})\,=\,[j]_{TOT}-[j]-\sum _{i=1}^{N_{S}}{\frac {\nu _{i,j}}{\gamma _{i}}}\,K_{i}\,\prod _{k=1}^{N_{$ $B}}\{k\}^{\nu _{i,k}\,=\,0}$

뉴턴-랩슨 방법의 객관적 기능이다.

Eq.(4) aqion을 해결하기 위해 오픈 소스 소프트웨어 PhreeqC의 숫자 해결기를 채택한다.^[1]^[4]평형 상수 K는_i 열역학 데이터베이스 와이트q4f에서 추출한다.^[5]

예제, 테스트 및 검증

소프트웨어 aqion은 일련의 예시 솔루션(입력수)과 일반적인 물과 관련된 문제를 해결하는 방법(약 40개의 예시를 가지고 온라인 설명서)과 함께 배송된다.시험과 재실시를 위한 더 많은 예와 연습은 고전 수화학 교과서에서 찾아볼 수 있다.^[6]^[7]^[8]

그 프로그램은 특정 산업 표준의 벤치마크 테스트를 통해 검증되었다.^[9]

스크린샷

화학원소 입력판
pH 계산기 출력(예)
석회석 탄산염 시스템의 계산된 매개변수
적정 곡선(예: 주어진 입력수에 NaOH 추가)

참조

^ ^a ^b D.L. C.A.J. 아펠로:PHREEQC(버전 2)에 대한 사용자 안내서, 분화, 배치 반응, 1차원 전송 및 역지화학 계산을 위한 컴퓨터 프로그램.USGS 물 자원 조사 보고서 99-4259, 1999
^ 참고: 상한은 바닷물이다.
^ http://www.kristall.uni-frankfurt.de/media/handouts/GEM-lecture.PDF^{[영구적 데드링크]}
^ 비고: 사물을 떼어놓기 위해, PhreeqC의 숫자 해결사는 aqion에서 아웃소싱된다.별도의 DLL로 전송한다.
^ Ball J. W. 및 D. K. Nordstrom: WATEQ4F – "천수에서 주요, 추적 및 리독스 원소의 지정 계산을 위한 수정된 열역학 데이터 베이스와 테스트 케이스를 포함한 사용 설명서", USGS Open-File Report 90-129, 185 페이지, 1991.
^ Stumm, W., J. J. Morgan:수생화학, 화학적 평형 및 자연수면 비율(제3차 개정), 존 와일리 & 선스 주식회사, 1996년 뉴욕, ISBN 978-0471511854
^ 모렐, F. M. M., J. G. 헤링: 수생 화학의 원리와 응용 (2차 개정), 존 와일리, 1993년 뉴욕, ISBN 978-0471548966
^ 아펠로, C. A. J., D.포스트마:지구화학, 지하수, 오염.테일러 & 프랜시스, 2005, ISBN 978-0415364287
^ DIN 38404-10: 물, 폐수 및 슬러지 검사를 위한 독일 표준 방법 - 물리 및 물리화학 파라미터(그룹 C) - 물의 석회산 포화 측정(C 10)

외부 링크

PHREEQC
pH용 온라인 계산기, 수성 지정, 포화 지수, 알칼리성, EC

[Parkhurst-1] D.L. C.A.J. 아펠로:PHREEQC(버전 2)에 대한 사용자 안내서, 분화, 배치 반응, 1차원 전송 및 역지화학 계산을 위한 컴퓨터 프로그램.USGS 물 자원 조사 보고서 99-4259, 1999

[2] 참고: 상한은 바닷물이다.

[3] ttp://www.kristall.uni-frankfurt.de/media/handouts/GEM-lecture.PDF^{[영구적 데드링크]}

[4] 비고: 사물을 떼어놓기 위해, PhreeqC의 숫자 해결사는 aqion에서 아웃소싱된다.별도의 DLL로 전송한다.

[5] Ball J. W. 및 D. K. Nordstrom: WATEQ4F – "천수에서 주요, 추적 및 리독스 원소의 지정 계산을 위한 수정된 열역학 데이터 베이스와 테스트 케이스를 포함한 사용 설명서", USGS Open-File Report 90-129, 185 페이지, 1991.

[6] Stumm, W., J. J. Morgan:수생화학, 화학적 평형 및 자연수면 비율(제3차 개정), 존 와일리 & 선스 주식회사, 1996년 뉴욕, ISBN 978-0471511854

[7] 모렐, F. M. M., J. G. 헤링: 수생 화학의 원리와 응용 (2차 개정), 존 와일리, 1993년 뉴욕, ISBN 978-0471548966

[Appelo-8] 아펠로, C. A. J., D.포스트마:지구화학, 지하수, 오염.테일러 & 프랜시스, 2005, ISBN 978-0415364287

[9] DIN 38404-10: 물, 폐수 및 슬러지 검사를 위한 독일 표준 방법 - 물리 및 물리화학 파라미터(그룹 C) - 물의 석회산 포화 측정(C 10)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

Search

아키온

네임스페이스

더

목차