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(xué)實驗常常需要用作圖法來處理實驗數(shù)據(jù)，而采用Excel數(shù)據(jù)處理軟件來處理數(shù)據(jù)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(zhì)量中的實驗數(shù)據(jù)為例，介紹如何應(yīng)用Excel數(shù)據(jù)處理軟件來快速處理數(shù)據(jù)和繪制步冷曲線。

關(guān)鍵詞：Excel;數(shù)據(jù)處理;溫度曲線;步冷

“凝固點降低法測摩爾質(zhì)量“是物理化學(xué)實驗中的一個經(jīng)典實驗項目，本實驗是基于稀溶液的依數(shù)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(shù)據(jù)容易獲得，操作簡單，但在數(shù)據(jù)采集的過程中，實驗耗時較長，配套軟件采集到的數(shù)據(jù)是純文本文件，同時所采集到的數(shù)據(jù)數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理方面，因軟件易得、操作簡單，而倍受學(xué)生喜愛和接受。所以，將文本文檔轉(zhuǎn)換成Excel來進行數(shù)據(jù)處理和作圖，可以大大的提高繪圖的準(zhǔn)確性，減少誤差。[3]直觀的界面和詳細(xì)的步驟使得數(shù)據(jù)處理變得簡單易行，實驗數(shù)據(jù)不再枯燥乏味，大大提高了學(xué)生的操作興趣，同時也加深了學(xué)生對實驗理論及操作的理解。

1 實驗數(shù)據(jù)的采集

本實驗所采用的裝置為南大萬和生產(chǎn)的FPD-4A凝固點降低實驗裝置，[4]通過相應(yīng)的配套軟件，在電腦上進行數(shù)據(jù)的采集，會得到一個純文本的文檔，見圖1。由于數(shù)據(jù)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(fù)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(shù)據(jù)都處于一列表格中（圖1），所以，首先需要對數(shù)據(jù)進行分列。選中A列后，點擊數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行處理。

2 步冷曲線的繪制

選中文件中的數(shù)據(jù)，由于所采集到溫度數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，并對B列數(shù)據(jù)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(biāo)放置在C2格，即公式所在格的右下角，使鼠標(biāo)變成“+”時，雙擊鼠標(biāo)左鍵使公式向下自動填充。此時，全選數(shù)據(jù)，插入散點圖，即自動生成純?nèi)軇┑牟嚼淝€圖（圖3）。

然后單擊圖表背景，即可出現(xiàn)圖表樣式，選擇合適的樣式，然后并對圖形格式進行調(diào)整，也可以插入文本框的方式將圖表標(biāo)題錄入，同時將橫縱坐標(biāo)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(shù)據(jù)，對圖表數(shù)據(jù)區(qū)域進行選擇。同時，右鍵點擊縱坐標(biāo)，設(shè)置坐標(biāo)軸格式，使橫坐標(biāo)軸交叉于-10。同時，右鍵點擊平臺處一點，添加數(shù)據(jù)標(biāo)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(jié)論

使用電腦軟件采集數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)采集工作變得精準(zhǔn)和高效;使用Excel作圖，則極大的調(diào)動了學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)的興趣，使得繁瑣的數(shù)據(jù)處理變得簡單和快捷，而在數(shù)據(jù)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(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生在實驗的操作測定過程中即可完成對數(shù)據(jù)的處理，更是增加了大學(xué)生學(xué)習(xí)、探索新知識的主動性。

基于Excel數(shù)據(jù)處理軟件來對凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的實驗數(shù)據(jù)進行處理降低了手工作圖的誤差，調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，使得數(shù)據(jù)處理變得活潑生動，增加了教學(xué)互動性，達(dá)到了非常好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王前.凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗的優(yōu)化改進[J].首都師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)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(xué)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(yīng)用示例[J].實驗技術(shù)與管理，2016，33（10）：102-106+109.

資助項目：東北石油大學(xué)重點課程建設(shè)項目