Origin 9.0在測定液體飽和蒸汽壓實驗中數據處理的應用

海杰峰　李玲　尚偉

【摘要】通過靜態法測定液體飽和蒸汽壓的具體實例，應用Origin 9.0軟件對比傳統坐標紙作圖進行了改進：線性函數擬合法。分析結論表明，該數據處理手段高效、準確，同時比傳統手工作圖得到更多的信息。因此，加大Origin 9.0軟件在物理化學實驗中數據后處理上應用有很大的必要性，同時也能明顯提高教學效果和提升學生計算機專業軟件的使用。

【關鍵詞】物理化學實驗 飽和蒸汽壓 Origin 9.0 線性函數擬合

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0204-02

物理化學[1-2]是從化學現象和物理現象之間的相互聯系入手，從而探求化學變化中具有普遍性基本規律的一門課程。因此，物理化學實驗正是研究物質的化學現象與物理性質之間關系的一門實驗科學。它綜合了化學領域中各分支所需要的基本研究工具和方法，其目的是使學生掌握物理化學實驗的基本方法和實驗技能，從而能夠根據所學原理設計基本實驗，選擇合適儀器。物理化學實驗實踐性非常強，在實驗的過程中必然會記錄大量的原始數據，因此將其有條理的歸納，系統的分析并找到被研究物理量之間的變化規律，是物理化學實驗課程重要要求。對于物理化學實驗中繁瑣的實驗數據，一般的人工手工處理方法費時費力，不可避免較大的人為誤差，同時同組數據由不同實驗者處理得到的結果也回不同，所以，在處理繁多的實驗數據的時候，適當選用計算機軟件輔助，能起到很好的效果。本人以處理“測定液體飽和蒸汽壓——靜態法”的實驗數據為例，簡明扼要的介紹線性擬合法在Origin 9.0軟件中的使用[3-4]。

一、實驗原理及傳統手工數據處理方法介紹

將待測液體放置于一個密閉的體系中，用等位計測得不同溫度下液體飽和蒸汽壓，由反應機理和液體的飽和蒸汽壓與溫度的關系式克拉貝龍-克勞修斯方程d（lnp）/dT=?Hm/RT2可知，以lgp對1/T作圖可以得到一條直線，由斜率可求出實驗溫度范圍內液體的平均摩爾汽化熱。本法需要對液體飽和蒸汽壓做數學處理把p變成lgp，實際手工坐標紙作圖，由于lgP值過小，導致坐標紙取點誤差較大，最終導致lgP對1/T做的直線有所偏差。

用上述方法處理實驗數據費力的同時也容易人為的引入誤差。而用Origin 9.0軟件[5-6]對實驗結果數據進行處理，無需擔心lgP值的準確取點，同時做線性擬合可以有效的屏蔽個別偏差較大的數據點，最終能快速準確的做出lgP對1/T線性關系圖，得到更為精確的數據結果。

二、物理化學實驗改進方法的使用

1.實驗數據的導入與處理

在工作表中輸入溫度t為A列，B列為開爾文溫度K，其值相應設置為：col（B）= col（A）+273.15，即得到B列數值；C列為1/T，其值相應設置為：col（C）= 1/col（A）；D列為壓差計讀數（?p），所以液體的飽和蒸汽壓（p*）E列的值為：col（E）= col（D）+100.62；F列為液體飽和蒸汽壓取對數：col（F）= lg col（E）。

2.函數線性擬合

根據表一的數據，采用線性函數擬合，其具體步驟如下。

選取數據“A[C]和F[Y]”作圖，繪制lgp對1/T散點圖，圖形窗口中選擇菜單命令[Analysis]→[Fitting]→[Linear Fit]可以得到線性擬合圖（如圖1）和以下結果，lgp = -2314.70/T + 11.284，R2 = 0.9988，Intercept = 11.284，Slope = 2314.70。

從線性擬合結果來看，R2 = 0.9988，說明擬合結果很好，方程模型真實可靠。根據線性方程可計算水蒸氣平均摩爾汽化熱Hm = 2314.7 x 2.303 x 8.314=44.320 kJ/mol，與其理論值Hm =40.7 kJ/mol相比，相對誤差為 （44.320-40.7）/ 40.7 x 100% = 8%

三、方法結論

傳統坐標紙繪圖的最大優點是直接，而使用Origin 9.0軟件處理實驗數據，可以很大程度上簡化數據處理過程，所得圖形美觀大方，并且可以得到更多的信息，將軟件處理數據的高效精確發揮得淋漓盡致，從而為客觀評價實驗結果數據提供了很好依據。本文中的方法還可以應用到其他物理化學實驗比如反應速率常數測定。因此，用計算機軟件Origin 9.0處理數據和繪制圖形，將是物理化學實驗進一步發展的大趨勢。

參考文獻：

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基金項目：頒發時間：2015年、頒發單位：廣西壯族自治區教育廳、項目名稱：廣西高等教育本科教學改革工程立項項目、項目編號：2015JGB241。endprint