電導法測定難溶鹽BaSO4的溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序的研發(fā)

任慶云，王松濤，閆 娜

(集寧師范學院 化學與化工學院，內(nèi)蒙古 集寧 012000)

在化學實驗教學中，原始實驗數(shù)據(jù)經(jīng)計算、繪圖、求解處理，得到最終處理結果，教師一般不能做出直接判斷，使用計算機技術開發(fā)計算機程序，可將實驗數(shù)據(jù)直接轉化為可評價數(shù)據(jù)[1-2]。計算機技術使化學工作者的工作環(huán)境和研究方法發(fā)生了改變，使難于解決的問題變得簡單，使化學工作者從許多大量重復的勞動中擺脫出來，這樣不但轉換了化學工作者一貫的工作方法，還使他們發(fā)現(xiàn)了如何快速的找到自己所需的信息，正因為這樣計算機技術成了化學工作者在日常工作中需要熟練運用的技術。

物理化學實驗[3-6]課程中，學生首先采集大量實驗數(shù)據(jù)，并對其進行處理，經(jīng)做圖和計算求出實驗數(shù)據(jù)處理結果[7]，往往避免不了引起誤差，即使是同一組實驗的不同學生處理出來的數(shù)據(jù)結果也不盡相同，必定影響實驗結果的準確性。因此我們使用Visual Basic 6.0[8-10]語言為開發(fā)工具，結合實驗原理開發(fā)了“電導法測定難溶鹽硫酸鋇溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序”，為教師和學生提供一個方便快捷的應用程序，對實驗后的數(shù)據(jù)進行處理減少誤差，保證結果的真實可靠。

1 實驗數(shù)據(jù)處理程序

1.1 實驗原理

硫酸銨溶液和氯化鋇溶液混合，可以得到硫酸鋇溶液。

(NH4)2SO4+BaCl2==BaSO4↓ +2NH4Cl

電解質(zhì)溶液導電能力的大小，常以電導表示，用符號G表達。

式(1)

式(1)中G為電導，單位為S。

電導率是電阻率的倒數(shù)，用 表示，其單位是S/m。

式(2)

式(2)中ρ為電阻率。

摩爾電導率，用符合Λm表示。其與電導率的關系為

式(3)

式(3)中Λm的單位是S·m2·mol-1；c為溶液的濃度，單位是mol·m-3。

難溶鹽的電導率為κBaSO4=κ溶液-κ水，根據(jù)式(3)得

式(4)

在溶液中，溶液的質(zhì)量近似等于溶劑水的質(zhì)量，已知水在各個溫度下的密度，則可計算出硫酸鋇在各個溫度下的質(zhì)量摩爾濃度，質(zhì)量摩爾濃度乘以摩爾質(zhì)量就是硫酸鋇在此溫度下的溶解度。

1.2 數(shù)據(jù)處理程序

在實驗原理基礎上，采用Visual Basic 6.0語言開發(fā)了“電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序”。

1.2.1 使用說明

雙擊“電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序”進入主界面(如圖1所示)，如需處理不同溫度下實驗數(shù)據(jù)，選擇“電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)”單選按鈕和“確定”按鈕，進入數(shù)據(jù)輸入窗口，輸入實驗數(shù)據(jù)(如圖2所示)，可通過選擇“計算”按鈕，得到數(shù)據(jù)計算結果(如圖3所示)，可通過選擇“打印”按鈕輸出計算結果于紙上；可通過選擇“圖形”按鈕，得到圖形(如圖4所示)，可通過選擇“打印“按鈕輸出圖形于紙上。如需處理某一溫度下實驗數(shù)據(jù)，使用方法同上相似。

圖1 電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序主界面

圖2 電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實驗數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)錄入界面

圖3 電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實驗數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)處理結果界面

圖4 電導法測定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實驗數(shù)據(jù)處理程序圖形

1.2.2 源代碼

“電導法測定難溶鹽硫酸鋇溶解度實驗數(shù)據(jù)處理程序”主要源代碼如下：

Dim sdd(5),rdd(5)′ 定義數(shù)組Private Static Sub jtd()Text1.Text = “”′ 對象Text1的Text屬性設置為空字符…End SubPrivate Sub Command3_Click()′ “清除”按鈕的程序代碼Call jtdEnd SubPrivate Sub Command1_Click()′ 實驗數(shù)據(jù)計算Form1.Cls ′ 窗體Form1清屏Form1.Show′ 顯示窗體Form1Form3.Hide′ 隱藏窗體Form3cl = Chr$(13) + Chr(10) ′ 回車cs = Val(Text8.Text)

′ 將文本框Text8(電極常數(shù))的Text屬性值賦值給變量csm = 0.233sd = (sdd(1) + sdd(2) + sdd(3)) / 3′ 計算 讀值平均值rd = (rdd(1) + rdd(2) + rdd(3)) / 3′ 計算 讀值平均值sdds = sd * lc / cs′ 計算 實際值rdds = rd * lc / cs′ 計算 實際值ydds = rdds - sdds′ 計算 jx = 0.01278 + 0.016′ 計算難溶鹽 c = ydds / jx′ 計算飽和溶液的濃度rjd = 0.001 * c * m / sm′ 計算難溶鹽的溶解度ksp = c * c / 1000000′ 計算難溶鹽的KspEnd Sub…Private Sub Command2_Click() ′ 作圖程序代碼…For i = 1 To nForm2.Circle (wd(i),y(i)),0.09Form2.Circle (wd(i),y(i)),0.9′ 在窗體Form2上畫半徑不同的同心圓Next iEnd Sub

2 結論

本實驗采用電導法測定難溶鹽硫酸鋇溶解度，利用Visual Basic 6.0編程軟件對“電導法測定難溶鹽硫酸鋇溶解度”實驗數(shù)據(jù)進行處理。此程序的使用能夠有效避免學生手動作圖過程中產(chǎn)生的誤差，使實驗結果和圖形更加科學準確，為學生自己分析實驗數(shù)據(jù)及教師批改實驗報告提供了可靠的依據(jù)，同時也使自己學會了一種計算機技術，為以后的實驗數(shù)據(jù)處理提供幫助。