Origin軟件的高斯多峰擬合方法在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

李 婷，劉君泰（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽 464000）

Origin軟件的高斯多峰擬合方法在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

李 婷，劉君泰
（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽 464000）

Origin軟件是在Windows系統(tǒng)操作平臺下運(yùn)行的處理數(shù)據(jù)和圖象的軟件，由微軟公司開發(fā)研制。論文通過用Origin進(jìn)行的高斯多峰擬合方法的實(shí)驗(yàn)表明，該方法操作簡單，精確度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

Origin軟件；臨界膠束濃度；分光光度法；高斯多峰擬合

Origin軟件在全世界科學(xué)技術(shù)工作者中的應(yīng)用較為普遍，被公認(rèn)為是最高效、操作最簡便的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件。

Origin軟件的兩個(gè)主要功能是：數(shù)據(jù)的分析和繪圖。它還有定制功能和自定義函數(shù)、圖形樣式、各種接口等許多實(shí)用的數(shù)學(xué)分析功能，能完美得與各種辦公軟件鏈接。

該論文通過一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)：十二烷基苯磺酸鈉聚集狀態(tài)實(shí)驗(yàn)向大家重點(diǎn)介紹Origin軟件的高斯多峰擬合功能。

1　在十二烷基苯磺酸鈉聚集狀態(tài)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用高斯多峰擬合功能

十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）—堿性品紅（2.50×10-5mol/L）水溶液體系中，在濃度很小時(shí)，SDBS以分子狀態(tài)存在，膠團(tuán)并未形成。因?yàn)閴A性品紅濃度較小，是以單分子存在于溶液中，紫外可見吸收光譜特征基本上表現(xiàn)為單體吸收峰（544 nm）（圖1）。如果讓堿性品紅濃度不變，逐漸增加體系中SDBS濃度［1］，膠團(tuán)隨之形成，堿性品紅也漸漸在膠團(tuán)的親水端富集，形成染料分子二聚體；光譜特征變化明顯，即二聚體吸收峰強(qiáng)度逐步增大，單體吸收峰逐步減弱（圖2）。擬合光譜線型的關(guān)系式如下：

圖1　SDBS表面活性劑濃度小于臨界膠束濃度時(shí)，分峰擬合結(jié)果

其中：基線 o；兩峰的峰面積是A1，A2；兩峰的半高寬是1、2；兩峰的最大吸收波長是e1，e2。二聚體峰積分吸光度A隨著膠團(tuán)濃度的增大也逐漸增大，其它光譜特征如頻移量、半高寬也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化［2］。

1.1實(shí)驗(yàn)試劑和主要儀器

主要儀器：UV-vis2550紫外可見分光光度計(jì)。濃度從1.00× 10-4到2.00×10-22mol/L 的SDBS溶液各50 mL，共43個(gè)試樣，每個(gè)樣品中的品紅濃度均為2.50×10-5mol/L。再配制同樣系列的樣品，每個(gè)樣品中含有0.5%NaCl，所用試劑為分析化學(xué)純，所有溶液均用去離子雙蒸水配制。

圖2　SDBS表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度時(shí)，分峰擬合結(jié)果

1.2數(shù)據(jù)處理及擬合

樣品用紫外可見分光光度計(jì)逐一測量，x數(shù)組為樣品濃度，Y數(shù)組為波長，矩陣z為吸光度進(jìn)行繪圖，點(diǎn)擊Origin軟件中Plot/3D wire surface菜單命令就可以繪制出二維吸收光譜線。

高斯多峰擬合操作步驟如下：點(diǎn)開Origin軟件，選中繪制好的吸收光譜線，選擇Analysis/Fit Multi-Peaks/Gaussian，設(shè)定峰個(gè)數(shù)為2，半高寬值設(shè)為70，然后分別雙擊二聚體和單體吸收峰兩個(gè)地方，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以自動(dòng)完成高斯多峰的擬合計(jì)算，并得到 o、A1、A2、1、2、e1、e2等參數(shù)。

1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論

采用高斯多峰擬合的功能可以得到十二烷基苯磺酸鈉—堿性品紅水溶液體系中品紅單體和二聚體吸收峰面積、面積比、半高寬和頻移等重要參數(shù)，這些參數(shù)隨著SDBS濃度的變化而相應(yīng)發(fā)生變化，所以可以有效地測定表面活性劑的臨界膠束濃度cmc，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也全部一致。由此可見，本方法具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。

2　結(jié)果與討論

計(jì)算機(jī)的日漸普及，使人們在計(jì)算機(jī)平臺上利用Origin軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成為可能。用Origin軟件處理物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，既方便、又快捷，而且可以完成以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方式較難完成甚至無法完成的處理任務(wù)，大大簡化了數(shù)據(jù)的處理。

［1］ Laurier L Schranma.Surfactants［M］.London：Cam—bridge University Press，2000：350.

［2］ 周劍平.精通Origin 7.o［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004：211-217.

Origin Software Multimodal Gaussian Fitting Method Applied in Physical Chemistry Experiment

Li Ting，Liu Jun-tai

Software is developed by Microsoft Origin，can in Windows operating the workbench operation of the data and image processing software in its data processing，data sorting，data statistics.This paper analyzes the Origin of gaussian with multi-modal fitting methods in the experiment shows that this method is simple operation，high efficiency，and has certain practical value.

origin；critical miceHe concentration；spectmphtometrie method；multi-peaks gaussian

TL817

A

1003-6490（2016）05-0157-01

2016-05-01

李婷（1987—），女，河南鞏義人，助理工程師，主要從事化學(xué)工程與工藝工作。