Excel快速繪制步冷曲線

江泓 張梅 張健偉 段吉國

摘 要：物理化學實驗常常需要用作圖法來處理實驗數據，而采用Excel數據處理軟件來處理數據和作圖，會大大的降低人為誤差，提高精確度，本文以凝固點降低法測量摩爾質量中的實驗數據為例，介紹如何應用Excel數據處理軟件來快速處理數據和繪制步冷曲線。

關鍵詞：Excel;數據處理;溫度曲線;步冷

“凝固點降低法測摩爾質量“是物理化學實驗中的一個經典實驗項目，本實驗是基于稀溶液的依數性而建立起來的、具有幾十年歷史的實驗項目[1-2]。配合凝固點降低測定裝置，使凝固點測定數據容易獲得，操作簡單，但在數據采集的過程中，實驗耗時較長，配套軟件采集到的數據是純文本文件，同時所采集到的數據數量較大，人工繪圖工作量大，誤差較大。Excel和Origin這兩款軟件都具有較強的作圖和數據分析及處理能力，Origin軟件的英文操作界面對于本科生來說不易掌握，而 Excel在數據處理方面，因軟件易得、操作簡單，而倍受學生喜愛和接受。所以，將文本文檔轉換成Excel來進行數據處理和作圖，可以大大的提高繪圖的準確性，減少誤差。[3]直觀的界面和詳細的步驟使得數據處理變得簡單易行，實驗數據不再枯燥乏味，大大提高了學生的操作興趣，同時也加深了學生對實驗理論及操作的理解。

1 實驗數據的采集

本實驗所采用的裝置為南大萬和生產的FPD-4A凝固點降低實驗裝置，[4]通過相應的配套軟件，在電腦上進行數據的采集，會得到一個純文本的文檔，見圖1。由于數據較多，我們可以通過使用快捷鍵Ctrl+A的方式全選，然后快捷鍵Ctrl+C復制快捷鍵Ctrl+V粘貼到一個新建的Excel文件中。此時，所有粘貼過來的數據都處于一列表格中（圖1），所以，首先需要對數據進行分列。選中A列后，點擊數據中的分列，按照提示點擊“下一步”“完成”，即可自動完成分列（圖2），此時方可對數據進行處理。

2 步冷曲線的繪制

選中文件中的數據，由于所采集到溫度數據列才是凝固點降低測定儀器上的溫差，并要除以10，所以，需要刪除C列無用數據，并對B列數據進行除10的操作。在表格C2表格中輸入公式“=B2/10”，后輸入回車，使公式自行運算，然后可將鼠標放置在C2格，即公式所在格的右下角，使鼠標變成“+”時，雙擊鼠標左鍵使公式向下自動填充。此時，全選數據，插入散點圖，即自動生成純溶劑的步冷曲線圖（圖3）。

然后單擊圖表背景，即可出現圖表樣式，選擇合適的樣式，然后并對圖形格式進行調整，也可以插入文本框的方式將圖表標題錄入，同時將橫縱坐標所代表的物理量及單位輸入，生成步冷曲線圖。此時，為了使圖形更加的美觀，可通過右鍵選擇數據，對圖表數據區域進行選擇。同時，右鍵點擊縱坐標，設置坐標軸格式，使橫坐標軸交叉于-10。同時，右鍵點擊平臺處一點，添加數據標簽，即可自動顯示平臺處的值，即為溶劑的凝固點，也可取幾點后再計算平均值，可減少誤差。按照上述方法，亦可對溶液步冷曲線進行繪制。

3 結論

使用電腦軟件采集數據，使得數據采集工作變得精準和高效;使用Excel作圖，則極大的調動了學生處理實驗數據的興趣，使得繁瑣的數據處理變得簡單和快捷，而在數據處理過程中，使用快捷鍵進行操作，更是在提高了工作效率的同時，激發了學生學習的積極性。學生在實驗的操作測定過程中即可完成對數據的處理，更是增加了大學生學習、探索新知識的主動性。

基于Excel數據處理軟件來對凝固點降低法測定摩爾質量的實驗數據進行處理降低了手工作圖的誤差，調動了學生的積極性和主動性，使得數據處理變得活潑生動，增加了教學互動性，達到了非常好的教學效果。

參考文獻：

[1]白云山，李世榮，安潔，羅五魁.凝固點降低測定物質摩爾質量實驗裝置的改進[J].大學化學，2010，25（04）：60-62.

[2]王前.凝固點降低法測定摩爾質量實驗的優化改進[J].首都師范大學學報（自然科學版），2018，39（05）：54-58.

[3]陳茂龍，王少芬，童海霞.巧用二組分金屬固液相圖的測繪實驗講授Origin軟件入門[J].化學教育（中英文），2019，40（06）：85-88.

[4]葉芳，趙永泉，徐坦，徐永群，郭會時.FPD-4A凝固點降低測定儀測定方法建立及應用示例[J].實驗技術與管理，2016，33（10）：102-106+109.

資助項目：東北石油大學重點課程建設項目