实验四 - - Excel和Origin在化学实验数据处理中的应用

实验四 Excel和Origin在化学实验数据处理中的应用

一、实验目的

1. 熟悉Excel和Origin的界面和主要功能； 2. 掌握常见类型数据的输入与处理； 3. 掌握常用的绘图方法。 二、实验内容

1. 用Origin软件作出下表的平衡蒸气压与温度关系的p-T直线（线性回归）图, 同时利用样条

(spline)、多项式、指数上升、高斯法拟合（Fit）或平滑（Smooth）成曲线。

表 1 某物质的平衡蒸气压与温度关系

T / K p / kPa

320 10

330 16

342 26

356 43

368 87

373.2 101

步骤：复制表格中的数据，打开Origin, 点击左上角空白格，依次点击菜单条“Edit/Paste transpose”转置输入数据。然后，执行“Plot”命令，绘制“点-线”图，双击图形区任何对象可以修改（如坐标轴格式、标度、轴名、曲线形状、实验点形状、颜色等），设置好图的格式（如合适的横、纵坐标比例、标题及标签字号、字体；数据点、线的颜色等）。点击Analysis / Fit Linear (线性回归) 或Fit …”等命令，在“Fit”菜单下进行各种拟合尝试。单击选取，按“Del”键可删除对象。

2. 以氢超电势的测定实验数据处理为例, 实验数据如表2。(或以你们的实验数据代替之，进行

相应数据处理)

表2 电流密度 J 与对应的氢超电势η的实验数据 (实验温度28℃)

J/ mA·cm-2 0.6216 0.4351 0.3108 0.2486 η /V J/ mA·cm-2 η / V 0.3653 0.3453 0.3013 0.4274 0.1865 0.4087 0.1243 0.3907 0.0622 0.3797 将 J 与η的实验数据输入Origin数据表中后, 将J的单位由mA/cm2 换算成A/cm2, 再转换成

lnJ, 然后以η(V)对ln ( J (A·cm- 2) )作散点图, 并进行线性拟合, 给出拟合结果：求出直线斜率、截距及相关系数R。说明截距的意义。

3. 用Origin软件画出某电池的放电电压和极化电流随时间的变化曲线。 t / min 0 i / mA 10 V / V 1.711 30 9.51 60 9.11 80 8.45 100 7.80 120 6.00 140 4.50 150 3.00 1.290 1.256 1.201 1.141 1.101 1.030 1.000 步骤：时间作为x轴，输入3列数据，然后用鼠标拖动定义（涂黑）3列数据，执行“Plot/Double Y”（双Y轴）命令即可。最后用“Copy Page”命令粘贴到Word文本中。

o

4. 分别计算下列反应在298K的ΔHo 与 ΔSo, 利用ΔGTo≈ΔH－TΔSo公式，绘制ΔGTo~T

（200~1000K范围内）关系图，并标出反应方向发生逆转的转变温度。

NH3(g)+HCl(g) ?NH4Cl(s)， ΔH=？ ΔSo=？

o

CaO(s) +CO2(g) ? CaCO3(s) ΔH=？ ΔSo=？

o

4003002001000-100-200-300-400200O(g)g)?2H22(O+)l(2(2) 2H2O?G / kJ?molTc= 619 K)+H3(gN )(4HCl(g)l(s)H4CN ?-1(3) NHC4l(s) ? NH3(g)+HCl(g)(1) 2HO(g22)?2HO(l)+O(g)2260080010001200400T / KA graphical representation of the dependence of ?G and spontaneity on temperature?G<0, spontaneous?G>0, not spontaneous oo

步骤：以T为横坐标（x轴）温度间隔100K，填入A列。先计算出一个反应的ΔH、ΔSo填入Origin B、C列（每一行）并修改列名；将D列改名为ΔGTo，并利用关系ΔGTo≈ΔH－TΔSo为其赋值（set column values）。用相同方法在另外3列依次计算、填入另一个反应的ΔH、ΔSo和ΔGT，，

o

o

以T为自变量，以两个反应的ΔGT为因变量做双轴图（执行“Plot/Multi-Curve/Double Y”命令或是点击

按钮）。表明坐标轴、图的名称，并修饰图细节使之看起来美观。

o

5. 在Origin中画出如下流程图（用Layout 模式） H2O(1mol, s, T1= -5℃, 100kPa) ΔH1 ΔS1 H2O(1mol, s, T2=0℃, 100kPa) ΔH2 ,ΔS2 ΔH, ΔS H2O(1mol, l, T1= -5℃, 100kPa) ΔH3 ΔS3 H2O(1mol, l, T2=0℃, 100kPa)

步骤：依次点击file/new/layout,弹出layout页面，画文本框，输文字，复制，双击框改框为黑色或白色，选取相关元件，使之按想要的格式对齐。 6. 构筑硫化物溶解度pS~ pH（pS=-lgS）关系式，绘制两个硫化物的pS~ pH图（范围pH：1~14，

-1-5-1

pS：0~8），标出pS=1.00（S=0.10 mol·L）和pS=5.00（S=1.0×10mol·L）并给出有关解释。作图步骤与上题类似。

三、实验结果表示与讨论

撰写实验报告 (实验目的；实验内容、结果及解释)。

写出每项实验标题，列出实验数据，将所作图粘贴y于数据表之下，并对绘制图的结果给予必要的解释，形成一个文、表、图并茂的实验报告。

图粘贴步骤：在Origin所作图的空白处点击右键或是点击菜单条上的“Edit”菜单选择“Copy Page”命令，将以上绘制的图粘贴到Word文本中（在word中点击“编辑/选择性粘贴/Origin Graph 对象”）。

四、谈谈你的体会

五、附表—部分化合物的溶度积常数表

化合物的溶度积常数表

化合物 醋酸盐 **AgAc 卤化物 *AgBr *AgCl *AgI BaF2 *CaF2 *CuBr *CuCl *CuI *Hg2Cl2 *Hg2I2 HgI2 PbBr2 *PbCl2 PbF2 *PbI2 SrF2 碳酸盐 Ag2CO3 *BaCO3 CaCO3 CdCO3 *CuCO3 FeCO3 Hg2CO3 MgCO3 MnCO3 NiCO3 8.45×10-12 5.1×10-9 3.36×10-9 1.0×10-12 1.4×10-10 3.13×10-11 3.6×10-17 6.82×10-6 2.24×10-11 1.42×10-7 5.0×10-13 1.8×10-10 8.3×10-17 1.84×10-7 5.3×10-9 5.3×10-9 1.2×10-6 1.1×10-12 1.3×10-18 4.5×10-29 2.9×10-29 6.60×10-6 1.6×10-5 3.3×10-8 7.1×10-9 4.33×10-9 1.94×10-3 溶度积 化合物 氢氧化物 *AgOH *Al(OH)3（无定形） *Be(OH)2（无定形） *Ca(OH)2 *Cd(OH)2 2.0×10-8 1.3×10-33 1.6×10-22 5.5×10-6 5.27×10-15 5.92×10-15 1.6×10-44 2×10-16 6.3×10-31 2.2×10-20 8.0×10-16 4×10-38 1.8×10-11 1.9×10-13 2.0×10-15 1.2×10-15 1.4×10-28 9×10-4 1.2×10-17 5.4×10-12 1.6×10-7 4×10-9 4.43×10-10 3.2×10-7 1.75×10-13 4.83×10-6 1.70×10-7 溶度积 化合物 *CdS *CoS（α-型） *CoS（β-型） *Cu2S *CuS *FeS *HgS（黑色） *HgS（红色） *MnS(晶形) **NiS *PbS *SnS **SnS2 **ZnS 磷酸盐 *Ag3PO4 *AlPO4 *CaHPO4 *Ca3(PO4)2 **Cd3(PO4)2 Cu3(PO4)2 FePO4·2H2O *MgNH4PO4 Mg3(PO4)2 *Pb3(PO4)2 *Zn3(PO4)2 其它盐 *[Ag+][Ag(CN)2-] *Ag4[Fe(CN)6] *Cu2[Fe(CN)6] 7.2×10-11 1.6×10-41 1.3×10-16 1.4×10-16 6.3×10-19 1×10-7 2.0×10-29 2.53×10-33 1.40×10-37 9.91×10-16 2.5×10-13 1.04×10-24 8.0×10-43 9.0×10-33 溶度积 8.0×10-27 4.0×10-21 2.0×10-25 2.5×10-48 6.3×10-36 6.3×10-18 1.6×10-52 4×10-53 2.5×10-13 1.07×10-21 8.0×10-28 1×10-25 2×10-27 2.93×10-25 10-15 **Co(OH)2（粉红色） 1.09×**Co(OH)2（蓝色） *Co(OH)3 *Cr(OH)2 *Cr(OH)3 *Cu(OH)2 *Fe(OH)2 *Fe(OH)3 *Mg(OH)2 *Mn(OH)2 *Ni(OH)2（新制备） *Pb(OH)2 *Sn(OH)2 *Sr(OH)2 *Zn(OH)2 草酸盐 Ag2C2O4 *BaC2O4 *CaC2O4·H2O CuC2O4 *FeC2O4·2H2O Hg2C2O4 MgC2O4·2H2O MnC2O4·2H2O *PbCO3 SrCO3 ZnCO3 铬酸盐 Ag2CrO4 *Ag2Cr2O7 *BaCrO4 *CaCrO4 *CuCrO4 *Hg2CrO4 *PbCrO4 *SrCrO4 7.4×10-14 5.6×10-10 1.46×10-10 1.12×10-12 2.0×10-7 1.2×10-10 7.1×10-4 3.6×10-6 2.0×10-9 2.8×10-13 2.2×10-5 **PbC2O4 *SrC2O4·H2O ZnC2O4·2H2O 硫酸盐 *Ag2SO4 *BaSO4 *CaSO4 Hg2SO4 *PbSO4 *SrSO4 硫化物 *Ag2S 8.51×10-10 1.6×10-7 1.38×10-9 1.4×10-5 1.1×10-10 9.1×10-6 6.5×10-7 1.6×10-8 3.2×10-7 6.3×10-50 AgSCN CuSCN *AgBrO3 *AgIO3 Cu(IO3)2·H2O **KHC4H4O6(酒石酸氢钾) **Al(8-羟基喹啉)3 *K2Na[Co(NO2)6]·H2O *Na(NH4)2[Co(NO2)6] **Ni(丁二酮肟)2 **Mg(8-羟基喹啉)2 **Zn(8-羟基喹啉)2 1.03×10-12 4.8×10-15 5.3×10-5 3.0×10-8 7.4×10-8 3×10-4 5×10-33 2.2×10-11 4×10-12 4×10-24 4×10-16 5×10-25 摘自 David R.Lide, Handbook of Chemistry and Physics, 78th. edition, 1997-1998 * 摘自 J.A.Dean Ed. Lange's Handbook of Chemistry, 13th. edition 1985 ** 摘自其他参考书。