origin软件处理双液系气液平衡数据

1、第14 卷 第2 期 天 津 农 学 院 学 报 Vol.14, No.22007 年6 月 Journal of Tianjin Agricultural University June, 2007文章编号：1008-5394（2007）02-0030-03Origin 软件在“双液系气液平衡相图”实验数据处理中的应用*闫宗兰，石军，尹立辉，赵鹏英（天津农学院 基础科学系，天津300384）摘 要：Origin 软件是一个多文档界面的应用程序，功能强大，普遍用于数据分析和科研绘图。运用该软件对“双液系气液平衡相图”的数据进行处理，数据处理误差小，图形美观，方便、快捷，也更科学、合理。结合计算

2、机的应用，对提高学生的综合处理能力和综合素质有很好的效果。关键词：Origin 软件；双液系；气液平衡相图；数据处理中图分类号：O642.42 文献标识码：AApplication of Origin Software to Experimental Data Processing of “TwoLiquid System Gas-Liquid Equilibrium Phase Diagram”YAN Zong-lan，SHI Jun，YIN Li-hui，ZHAO Peng-ying（Department of Basic Science, Tianjin Agricultural Uni

3、versity, Tianjin 300384, China）Abstract：Origin software, an application procedure of multiple document interfaces, has strong functions. It can be popularlyused in data analyzing, data processing, and map-making. When coping with the data of “Two Liquid System Gas-LiquidEquilibrium Phase Diagram”, t

4、he software can diminish the errors of data processing, make data processing easier and render theexperiment reports more reasonable. Combined with the application of the computer, it will improve the ability of comprehensiveprocessing and composite qualities of students.Key Words：Origin software; t

5、wo liquid system; gas-liquid equilibrium phase diagram; data processing作为化学实验的重要分支，物理化学实验在物理化学教学中起着举足轻重的作用，是学生学习和研究物理化学的重要手段和途径1。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，与物理化学和结构化学课程紧密配合，但又是一门独立的、理论性、实践性和技术性都很强的基础实验课程。因此，在理解、检验化学学科的基本理论，运用基本的物理化学方法和技术，训练学生科学地设计实验，培养学生分析、综合及解决问题的能力以及建立科学思维方法等方面，物理化学实验发挥着重要的作用2。“双液系

6、气液平衡相图”实验是物理化学教学中一个必不可少的验证性实验。该实验采用环己烷异丙醇双液体系3，在数据处理上存在很大的缺陷。传统的实验数据处理方法是利用坐标纸进行的，首先根据实验数据绘制标准曲线，再根据混合溶液达到沸点时液相和气相溶液的折射率在标准曲线上找到对应的异丙醇浓度，再以异丙醇浓度对混和溶液的沸点作气液平衡相图。由于在描点画线、选取坐标比例时引入的误差因人而异，即使对同一组实验数据进行处理，所得到的实验结果也常常不能吻合，误差很大。同时，数据的处理过程繁杂费时，效率很低，已不能适应信息化时代的需求，因此，改变传统的数据处理方法是大势所趋。随着计算机的不断普及，分析条件的不断改善和软件功能

7、的不断增强，计算机处理实验数据不仅成为可能，而且更加易于操作。应用计算机处理实验数据，不但可以减少在数据处理过程中人为因素产生的各种误差，提高实验结果的准确性，还可极大地提高实验效率，对客观评价学生的实验结果具有重要意义。本文简要介绍了Origin软件的基本使用方法和功能，并以物理化学“双液系气液平衡相图”实验为例介绍如何使用Origin软件处理实验数据。* 收稿日期：2007-01-19基金项目：天津农学院科学研究发展计划项目“制备方法对汽车尾气净化三效催化剂性能的影响”（2006003）作者简介：闫宗兰（1978-），女，山东潍坊人，助理实验师，硕士，主要从事物理化学试验教学和环境催化方面

8、的研究工作。联系电话：（022）89467419。第2 期 闫宗兰，等：Origin 软件在“双液系气液平衡相图”实验数据处理中的应用 311 Origin 软件简介与Microsoft word、Excel等一样，Origin软件是一个多文档界面（Multiple Document Interface）的应用程序。它将用户所有的工作都保存在后缀为OPJ的工程文件（Project）中，一个工程文件可以包括多个子窗口，可以是工作表窗口（Worksheet）、绘图窗口（Graph）、函数图窗口（ Function Graph）、矩阵窗口（Matrix）、版面设计窗口（Layout Page）等。一

9、个工程文件中的各个窗口相互关联，可实现数据实时更新，即如果工作表中的数据被改动，其变化能在其它子窗口中立即得到更新。保存工程文件时，各子窗口也随之一起存盘；另外，各子窗口也可以单独保存（File/Save Window），以便其它工程文件的调用4-5。利用Origin软件可以绘制散点图、点线图、柱形图、条形图或饼图，以及双Y轴图形等。Origin软件具有如下基本功能：输入数据并作图，对数据进行计算后作图，数据排序，选择需要的数据范围作图，数据点屏蔽等。2 用Origin 软件绘制双液系平衡相图2.1 标准曲线的绘制按体积比配制9份不同浓度的溶液，用阿贝折射仪测定每份溶液的折射率，试验结果见表1

10、。表1 准确配制的混合溶液异丙醇浓度对应的折射率（25D n ）异丙醇/mL 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00环己烷/mL 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00x 异丙醇/% 0 10.1 20.1 30.2 40.2 50.2 60.2 70.2 80.1 90.1 100.025D n 1.427 1.421 1.415 1.410 1.404 1.398 1.395 1.392 1.382 1.381 1.378利用Origin确定异丙醇的浓

11、度：打开Origin后，其默认打开一个worksheet窗口，该窗口缺省为A、B两列。可以选Column中Add New Column添加新列。将异丙醇和环己烷的配比及折射率值输入到表格的A、B、C列中，再选中D列，点击右键选Set Column Values，根据异丙醇和环己烷的密度编辑公式：col（A）0.785/（col（A）0.785col（B）0.778 5）即可求得异丙醇的浓度。选中C列，点击右键，在Serve As中选X，同时选中C、D两列并点击Plot菜单选择LineSymol，即可制作点线图。也可点击Edit菜单中Copy Page将图拷贝到所需的文档中，如图1。2.2 气液

12、平衡相图的绘制通过实验，可以得到不同组分混合的环己烷异丙醇溶液的沸点以及气相和液相的折射率，再根据折射率值在标准曲线上求得异丙醇含量。具体方法为：打开标准曲线图，在工具栏中选择Screen Reader图标，在曲线上寻找对应的点，在Date Display中则能给出对应点的x, y的坐标值。这样能快速找到相应的异丙醇含量，比传统地在坐标纸上找点准确、简捷。所得到的实验数据如表2所示。图1 异丙醇浓度折射率标准曲线图图2 环己烷异丙醇双液系气液平衡相图32 天 津 农 学 院 学 报 第14卷在Origin中建立新的Worksheet，将沸点、液相和气相的异丙醇含量值分别输入到A、B、C三列中，

13、按前述方法作图。为了美化图形，可双击图中曲线，在Plot Details中选择Line、在Connect中选择B-Spline可使图中线条圆滑美观。此外，在Plot Details对话框中还可以对曲线、符号的颜色、样式等参数进行修改；双击坐标轴可在Axis对话框中对坐标轴的相关参数进行修改。处理好的气液平衡相图如图2。表2 环己烷异丙醇双液系沸点及气液两相的平衡组成25 mL异丙醇中 液相 气相每次加入环己烷的量/mL 沸点/ 25D n x 异丙醇/% 25D n x 异丙醇/%0.00 84.0 1.378 100.000 1.378 100.0001.00 81.7 1.380 94.1

14、90 1.390 69.8702.00 78.5 1.382 86.690 1.397 54.4203.00 75.6 1.384 83.890 1.402 44.5404.00 73.5 1.395 60.760 1.405 39.9905.00 72.3 1.394 62.920 1.405 38.80010.00 71.2 1.400 46.930 1.406 37.42025 mL环己烷中 液相 气相每次加入异丙醇的量/mL沸点/ 25D n x 异丙醇/% 25D n x 异丙醇/%0.00 82.6 1.428 0 1.428 00.20 81.5 1.427 1.195 1.42

15、1 6.9410.50 78.1 1.427 1.425 1.412 24.7301.00 74.7 1.424 4.964 1.410 28.5002.00 71.9 1.420 12.680 1.409 31.4903.00 71.1 1.413 23.950 1.408 32.8704.00 71.1 1.406 36.410 1.407 34.2505.00 71.4 1.402 43.350 1.407 35.0303 结论Origin软件能够准确、快速、方便地处理物化实验中的数据，满足物化实验对数据处理的要求。使用Origin软件处理物化实验的数据，只要方法选择合适，得到的结果将更

16、为准确。对每个实验的数据处理结果，Origin软件都可以将其作为一个工程文件加以保存。在这个文件中，包括实验的原始数据、所设置的各种计算公式及相应的计算结果、由计算结果绘制的图形以及与图形相对应的参数等。该文件以实验名称保存后，只需修改原始数据，即可得出相应的实验结果，相当于用BASIC或FORTAN语言对每个实验数据进行编程处理，应用极为方便。由于物理化学实验在大学三年级开设，学生此时已具备一定的计算机基础，通过教师指导、示范操作，能较快掌握实验数据的处理方法。学生运用所学到的计算机方法处理各自的实验数据并绘图，不仅方便快捷，而且实验数据的处理误差小、实验报告更科学、合理，对提高学生的综合处理能力和综合素质有较大的作用。参考文献：1 吴莉莉，周小菊，张嫦，等. 大学物理化学实验课教学改革的探索J. 西南民族大