origin軟件處理雙液系氣液平衡數(shù)據(jù)

1、第14 卷 第2 期 天 津 農(nóng) 學 院 學 報 Vol.14, No.22007 年6 月 Journal of Tianjin Agricultural University June, 2007文章編號：1008-5394（2007）02-0030-03Origin 軟件在“雙液系氣液平衡相圖”實驗數(shù)據(jù)處理中的應用*閆宗蘭，石軍，尹立輝，趙鵬英（天津農(nóng)學院 基礎(chǔ)科學系，天津300384）摘 要：Origin 軟件是一個多文檔界面的應用程序，功能強大，普遍用于數(shù)據(jù)分析和科研繪圖。運用該軟件對“雙液系氣液平衡相圖”的數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)處理誤差小，圖形美觀，方便、快捷，也更科學、合理。結(jié)合計算

2、機的應用，對提高學生的綜合處理能力和綜合素質(zhì)有很好的效果。關(guān)鍵詞：Origin 軟件；雙液系；氣液平衡相圖；數(shù)據(jù)處理中圖分類號：O642.42 文獻標識碼：AApplication of Origin Software to Experimental Data Processing of “TwoLiquid System Gas-Liquid Equilibrium Phase Diagram”YAN Zong-lan，SHI Jun，YIN Li-hui，ZHAO Peng-ying（Department of Basic Science, Tianjin Agricultural Uni

3、versity, Tianjin 300384, China）Abstract：Origin software, an application procedure of multiple document interfaces, has strong functions. It can be popularlyused in data analyzing, data processing, and map-making. When coping with the data of “Two Liquid System Gas-LiquidEquilibrium Phase Diagram”, t

4、he software can diminish the errors of data processing, make data processing easier and render theexperiment reports more reasonable. Combined with the application of the computer, it will improve the ability of comprehensiveprocessing and composite qualities of students.Key Words：Origin software; t

5、wo liquid system; gas-liquid equilibrium phase diagram; data processing作為化學實驗的重要分支，物理化學實驗在物理化學教學中起著舉足輕重的作用，是學生學習和研究物理化學的重要手段和途徑1。它綜合了化學領(lǐng)域中各分支所需要的基本研究工具和方法，與物理化學和結(jié)構(gòu)化學課程緊密配合，但又是一門獨立的、理論性、實踐性和技術(shù)性都很強的基礎(chǔ)實驗課程。因此，在理解、檢驗化學學科的基本理論，運用基本的物理化學方法和技術(shù)，訓練學生科學地設計實驗，培養(yǎng)學生分析、綜合及解決問題的能力以及建立科學思維方法等方面，物理化學實驗發(fā)揮著重要的作用2?！半p液系

6、氣液平衡相圖”實驗是物理化學教學中一個必不可少的驗證性實驗。該實驗采用環(huán)己烷異丙醇雙液體系3，在數(shù)據(jù)處理上存在很大的缺陷。傳統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)處理方法是利用坐標紙進行的，首先根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制標準曲線，再根據(jù)混合溶液達到沸點時液相和氣相溶液的折射率在標準曲線上找到對應的異丙醇濃度，再以異丙醇濃度對混和溶液的沸點作氣液平衡相圖。由于在描點畫線、選取坐標比例時引入的誤差因人而異，即使對同一組實驗數(shù)據(jù)進行處理，所得到的實驗結(jié)果也常常不能吻合，誤差很大。同時，數(shù)據(jù)的處理過程繁雜費時，效率很低，已不能適應信息化時代的需求，因此，改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法是大勢所趨。隨著計算機的不斷普及，分析條件的不斷改善和軟件功能

7、的不斷增強，計算機處理實驗數(shù)據(jù)不僅成為可能，而且更加易于操作。應用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，不但可以減少在數(shù)據(jù)處理過程中人為因素產(chǎn)生的各種誤差，提高實驗結(jié)果的準確性，還可極大地提高實驗效率，對客觀評價學生的實驗結(jié)果具有重要意義。本文簡要介紹了Origin軟件的基本使用方法和功能，并以物理化學“雙液系氣液平衡相圖”實驗為例介紹如何使用Origin軟件處理實驗數(shù)據(jù)。* 收稿日期：2007-01-19基金項目：天津農(nóng)學院科學研究發(fā)展計劃項目“制備方法對汽車尾氣凈化三效催化劑性能的影響”（2006003）作者簡介：閆宗蘭（1978-），女，山東濰坊人，助理實驗師，碩士，主要從事物理化學試驗教學和環(huán)境催化方面

8、的研究工作。聯(lián)系電話：（022）89467419。第2 期 閆宗蘭，等：Origin 軟件在“雙液系氣液平衡相圖”實驗數(shù)據(jù)處理中的應用 ·31·1 Origin 軟件簡介與Microsoft word、Excel等一樣，Origin軟件是一個多文檔界面（Multiple Document Interface）的應用程序。它將用戶所有的工作都保存在后綴為OPJ的工程文件（Project）中，一個工程文件可以包括多個子窗口，可以是工作表窗口（Worksheet）、繪圖窗口（Graph）、函數(shù)圖窗口（ Function Graph）、矩陣窗口（Matrix）、版面設計窗口（Lay

9、out Page）等。一個工程文件中的各個窗口相互關(guān)聯(lián)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時更新，即如果工作表中的數(shù)據(jù)被改動，其變化能在其它子窗口中立即得到更新。保存工程文件時，各子窗口也隨之一起存盤；另外，各子窗口也可以單獨保存（File/Save Window），以便其它工程文件的調(diào)用4-5。利用Origin軟件可以繪制散點圖、點線圖、柱形圖、條形圖或餅圖，以及雙Y軸圖形等。Origin軟件具有如下基本功能：輸入數(shù)據(jù)并作圖，對數(shù)據(jù)進行計算后作圖，數(shù)據(jù)排序，選擇需要的數(shù)據(jù)范圍作圖，數(shù)據(jù)點屏蔽等。2 用Origin 軟件繪制雙液系平衡相圖2.1 標準曲線的繪制按體積比配制9份不同濃度的溶液，用阿貝折射儀測定每份溶液

10、的折射率，試驗結(jié)果見表1。表1 準確配制的混合溶液異丙醇濃度對應的折射率（25D n ）異丙醇/mL 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00環(huán)己烷/mL 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00x 異丙醇/% 0 10.1 20.1 30.2 40.2 50.2 60.2 70.2 80.1 90.1 100.025D n 1.427 1.421 1.415 1.410 1.404 1.398 1.395 1.392 1.382 1.381 1.378利用O

11、rigin確定異丙醇的濃度：打開Origin后，其默認打開一個worksheet窗口，該窗口缺省為A、B兩列。可以選Column中Add New Column添加新列。將異丙醇和環(huán)己烷的配比及折射率值輸入到表格的A、B、C列中，再選中D列，點擊右鍵選Set Column Values，根據(jù)異丙醇和環(huán)己烷的密度編輯公式：col（A）×0.785/（col（A）×0.785col（B）×0.778 5）即可求得異丙醇的濃度。選中C列，點擊右鍵，在Serve As中選X，同時選中C、D兩列并點擊Plot菜單選擇LineSymol，即可制作點線圖。也可點擊Edit菜單中C

12、opy Page將圖拷貝到所需的文檔中，如圖1。2.2 氣液平衡相圖的繪制通過實驗，可以得到不同組分混合的環(huán)己烷異丙醇溶液的沸點以及氣相和液相的折射率，再根據(jù)折射率值在標準曲線上求得異丙醇含量。具體方法為：打開標準曲線圖，在工具欄中選擇Screen Reader圖標，在曲線上尋找對應的點，在Date Display中則能給出對應點的x, y的坐標值。這樣能快速找到相應的異丙醇含量，比傳統(tǒng)地在坐標紙上找點準確、簡捷。所得到的實驗數(shù)據(jù)如表2所示。圖1 異丙醇濃度折射率標準曲線圖圖2 環(huán)己烷異丙醇雙液系氣液平衡相圖·32· 天 津 農(nóng) 學 院 學 報 第14卷在Origin中建立

13、新的Worksheet，將沸點、液相和氣相的異丙醇含量值分別輸入到A、B、C三列中，按前述方法作圖。為了美化圖形，可雙擊圖中曲線，在Plot Details中選擇Line、在Connect中選擇B-Spline可使圖中線條圓滑美觀。此外，在Plot Details對話框中還可以對曲線、符號的顏色、樣式等參數(shù)進行修改；雙擊坐標軸可在Axis對話框中對坐標軸的相關(guān)參數(shù)進行修改。處理好的氣液平衡相圖如圖2。表2 環(huán)己烷異丙醇雙液系沸點及氣液兩相的平衡組成25 mL異丙醇中 液相 氣相每次加入環(huán)己烷的量/mL 沸點/ 25D n x 異丙醇/% 25D n x 異丙醇/%0.00 84.0 1.378

14、 100.000 1.378 100.0001.00 81.7 1.380 94.190 1.390 69.8702.00 78.5 1.382 86.690 1.397 54.4203.00 75.6 1.384 83.890 1.402 44.5404.00 73.5 1.395 60.760 1.405 39.9905.00 72.3 1.394 62.920 1.405 38.80010.00 71.2 1.400 46.930 1.406 37.42025 mL環(huán)己烷中 液相 氣相每次加入異丙醇的量/mL沸點/ 25D n x 異丙醇/% 25D n x 異丙醇/%0.00 82.6

15、 1.428 0 1.428 00.20 81.5 1.427 1.195 1.421 6.9410.50 78.1 1.427 1.425 1.412 24.7301.00 74.7 1.424 4.964 1.410 28.5002.00 71.9 1.420 12.680 1.409 31.4903.00 71.1 1.413 23.950 1.408 32.8704.00 71.1 1.406 36.410 1.407 34.2505.00 71.4 1.402 43.350 1.407 35.0303 結(jié)論Origin軟件能夠準確、快速、方便地處理物化實驗中的數(shù)據(jù)，滿足物化實驗對數(shù)據(jù)

16、處理的要求。使用Origin軟件處理物化實驗的數(shù)據(jù)，只要方法選擇合適，得到的結(jié)果將更為準確。對每個實驗的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，Origin軟件都可以將其作為一個工程文件加以保存。在這個文件中，包括實驗的原始數(shù)據(jù)、所設置的各種計算公式及相應的計算結(jié)果、由計算結(jié)果繪制的圖形以及與圖形相對應的參數(shù)等。該文件以實驗名稱保存后，只需修改原始數(shù)據(jù)，即可得出相應的實驗結(jié)果，相當于用BASIC或FORTAN語言對每個實驗數(shù)據(jù)進行編程處理，應用極為方便。由于物理化學實驗在大學三年級開設，學生此時已具備一定的計算機基礎(chǔ)，通過教師指導、示范操作，能較快掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法。學生運用所學到的計算機方法處理各自的實驗數(shù)據(jù)并繪圖，不僅方便快捷，而且實驗數(shù)據(jù)的處理誤差小、實驗報告更科學、合理，對提高學生的綜合處理能力和綜合素質(zhì)有較大的作用。參考文獻：1 吳莉莉，周小菊，張嫦，等. 大學物理化學實驗課教學改革的探索J. 西南民