Origin 9.0在测定液体饱和蒸汽压实验中数据处理的应用

海杰峰　李玲　尚伟

【摘要】通过静态法测定液体饱和蒸汽压的具体实例，应用Origin 9.0软件对比传统坐标纸作图进行了改进：线性函数拟合法。分析结论表明，该数据处理手段高效、准确，同时比传统手工作图得到更多的信息。因此，加大Origin 9.0软件在物理化学实验中数据后处理上应用有很大的必要性，同时也能明显提高教学效果和提升学生计算机专业软件的使用。

【关键词】物理化学实验 饱和蒸汽压 Origin 9.0 线性函数拟合

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0204-02

物理化学[1-2]是从化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普遍性基本规律的一门课程。因此，物理化学实验正是研究物质的化学现象与物理性质之间关系的一门实验科学。它综合了化学领域中各分支所需要的基本研究工具和方法，其目的是使学生掌握物理化学实验的基本方法和实验技能，从而能够根据所学原理设计基本实验，选择合适仪器。物理化学实验实践性非常强，在实验的过程中必然会记录大量的原始数据，因此将其有条理的归纳，系统的分析并找到被研究物理量之间的变化规律，是物理化学实验课程重要要求。对于物理化学实验中繁琐的实验数据，一般的人工手工处理方法费时费力，不可避免较大的人为误差，同时同组数据由不同实验者处理得到的结果也回不同，所以，在处理繁多的实验数据的时候，适当选用计算机软件辅助，能起到很好的效果。本人以处理“测定液体饱和蒸汽压——静态法”的实验数据为例，简明扼要的介绍线性拟合法在Origin 9.0软件中的使用[3-4]。

一、实验原理及传统手工数据处理方法介绍

将待测液体放置于一个密闭的体系中，用等位计测得不同温度下液体饱和蒸汽压，由反应机理和液体的饱和蒸汽压与温度的关系式克拉贝龙-克劳修斯方程d（lnp）/dT=?Hm/RT2可知，以lgp对1/T作图可以得到一条直线，由斜率可求出实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热。本法需要对液体饱和蒸汽压做数学处理把p变成lgp，实际手工坐标纸作图，由于lgP值过小，导致坐标纸取点误差较大，最终导致lgP对1/T做的直线有所偏差。

用上述方法处理实验数据费力的同时也容易人为的引入误差。而用Origin 9.0软件[5-6]对实验结果数据进行处理，无需担心lgP值的准确取点，同时做线性拟合可以有效的屏蔽个别偏差较大的数据点，最终能快速准确的做出lgP对1/T线性关系图，得到更为精确的数据结果。

二、物理化学实验改进方法的使用

1.实验数据的导入与处理

在工作表中输入温度t为A列，B列为开尔文温度K，其值相应设置为：col（B）= col（A）+273.15，即得到B列数值；C列为1/T，其值相应设置为：col（C）= 1/col（A）；D列为压差计读数（?p），所以液体的饱和蒸汽压（p*）E列的值为：col（E）= col（D）+100.62；F列为液体饱和蒸汽压取对数：col（F）= lg col（E）。

2.函数线性拟合

根据表一的数据，采用线性函数拟合，其具体步骤如下。

选取数据“A[C]和F[Y]”作图，绘制lgp对1/T散点图，图形窗口中选择菜单命令[Analysis]→[Fitting]→[Linear Fit]可以得到线性拟合图（如图1）和以下结果，lgp = -2314.70/T + 11.284，R2 = 0.9988，Intercept = 11.284，Slope = 2314.70。

从线性拟合结果来看，R2 = 0.9988，说明拟合结果很好，方程模型真实可靠。根据线性方程可计算水蒸气平均摩尔汽化热Hm = 2314.7 x 2.303 x 8.314=44.320 kJ/mol，与其理论值Hm =40.7 kJ/mol相比，相对误差为 （44.320-40.7）/ 40.7 x 100% = 8%

三、方法结论

传统坐标纸绘图的最大优点是直接，而使用Origin 9.0软件处理实验数据，可以很大程度上简化数据处理过程，所得图形美观大方，并且可以得到更多的信息，将软件处理数据的高效精确发挥得淋漓尽致，从而为客观评价实验结果数据提供了很好依据。本文中的方法还可以应用到其他物理化学实验比如反应速率常数测定。因此，用计算机软件Origin 9.0处理数据和绘制图形，将是物理化学实验进一步发展的大趋势。

参考文献：

[1] 刘俊吉，周亚平，李松林. 物理化学：上册 [M]. 第五版. 北京：高等教育出版社，2009.

[2] 傅献彩，沈文霞，姚天扬. 物理化学：上册 [M]. 第五版. 北京：高等教育出版社，2005.

[3] 谢郢. Origin 8.0 在过氧化氢分解实验中数据处理的应用 [J]. 河南教育学院学报，2013，22（3）， 30-32.

[4] 易均辉，莫惠媚，龚福忠，周立亚. 巧用Origin软件处理物理化学实验数据 [J]. 实验室研究与探索，2009， 28（8）， 56-59.

[5] 方安平，叶卫平.Origin 8.0 实用指南 [M]. 北京： 机械工业出版社，2009.

[6] 訾学红，陈永宝，刘淑珍，张红光，林兴桃. Excel软件在物理化学实验数据处理中的应用 [J]. 中国现代教育装备， 2015， 1， 15-18.

基金项目：颁发时间：2015年、颁发单位：广西壮族自治区教育厅、项目名称：广西高等教育本科教学改革工程立项项目、项目编号：2015JGB241。endprint