用Origin软件处理物理化学实验大数据.docx
《用Origin软件处理物理化学实验大数据.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用Origin软件处理物理化学实验大数据.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
用Origin软件处理物理化学实验大数据
用Origin软件处理物理化学实验数据
Origin是美国OriginLab公司（Microcal公司）推出的数据分析和绘图软件。
该软件不仅包括计算、统计、直线和曲线拟合等各种完善的数据分析功能,而且提供了几十种二维和三维绘图模板,其功能强大，是当今世界上最著名的科技绘图和数据处理软件之一。
该软件在使用上，采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作，容易上手，是公认的简单易学、操作灵活快速的工程制图软件，可以满足一般用户及高级用户的制图需要、数据分析和函数拟合的需要。
因此在世界各国科技工作者中使用较为普遍。
用Origin软件处理化学实验数据,不用编程,只要输入测量数据,然后再选择相应的菜单命令,点击相应的工具按钮，即可方便地进行有关计算、统计、作图、曲线拟合等处理，操作简便快速。
在物化实验中，实验数据的处理是实验的重要组成部分，也是比较难的一个部分，常需要进行绘图处理，一般分为三种类型：
数据计算处理；绘图处理；综合处理。
绘图处理：
用实验数据作图或对实验数据计算后作图，进行拟合，得出拟合参数和拟合方程，再进行后续处理，得出结果等。
1、Origin软件的基本功能和一般用法简介
Origin具有两大主要功能：
数据绘图和数据分析。
Origin为图形和数据分析提供了多种窗口类型，包括：
工作表窗口（Worksheet）、
绘图窗口（Graph）、
函数图窗口（FunctionGraph）、
矩阵窗口（Matrix）、
版面设计窗口（LayoutPage）等。
312.3
611.1
910.1
138.9
158.3
工作表窗口
工作表基本操作包括：
添加列；插入列；删除列；
移动列；行、列转换。
在工作表中对行的添加、插入、删除、移动的方法与列的操作基本一样。
工作表窗口设置：
命名列标题和添加列标签.
1.2数据统计与分析
在工作表窗口选定各列数据后，点击“统计”，将弹出一个新工作表窗口，里面给出选定各列数据的各项统计参数，包括平均值（Mean）、标准偏差（SD）、标准误差（SE）、总和（Sum）及数据组数（N）等。
同样，可对选定行数据进行统计与分析。
1.3简单二维图绘制
Origin可绘制多种图形，包括：
直线图、散点图、点线图、向量图、柱形图、区域图、饼图、双Ｙ轴图及各种3D图表、统计用图表等。
在物化实验中通常使用的是散点图和点线图。
①输入数据并绘图
②将数据计算后绘图
③双Y轴图、左右对开图等图形的绘制。
④线性拟合与非线性拟合
在Analysis菜单中提供了如下拟合函数:
线性拟合（LinearFit）、多项式拟合、指数衰减拟合、指数增长拟合、Ｓ曲线拟合、高斯拟合、罗伦斯拟合和多峰拟合、可让用户自定义函数拟合（非线性拟合）。
在Tools菜单中提供了线性拟合、多项式拟合和Ｓ曲线拟合。
（可设置某些参数）
⑤数据点屏蔽
工作表为当前窗口时的数据屏蔽。
图形窗口为当前窗口时的数据屏蔽。
1.4保存、粘贴、打印
2用Origin软件处理物化实验数据的方法
2.1输入数据绘图及将数据计算后绘图
以“旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数”实验数据处理为例：
下面是一组体系旋光度αt与对应的转化时间t的实验数据：
实验条件：
温度：
25.0℃；HCl：
3mol.dm-3；蔗糖：
20g/100cm3
t/minαtt/minαtα∞＝－4.15
275.4
304.65
353.7
402.8
452.05
501.4
550.8
600.25
312.3
611.1
910.1
138.9
158.3
187.5
216.75
246.05
图1旋光度αt与转化时间t的关系图
计算公式：
ln（αt－α∞）＝－kt＋ln（αo－α∞）为线性方程，
以ln（αt－α∞）对t作图可得一直线，直线斜率m＝－k
图2ln（αt－α∞）与转化时间t的关系图
实验结果：
速率常数k＝0.0231min-1；相关系数R＝-0.99993
从图1、图2的曲线及相关系数可以直接判断实验数据的可靠性。
2.2双Y轴图的绘制：
图3αt～t；ln（αt－α∞）～t的双Y图
2.3左右对开图的绘制：
图4αt～t；ln（αt－α∞）～t的左右对开图
2.4二组分低共熔混合物相图的绘制：
图5LiCl－KCl的熔点－组成相图
3线
WKClT/K
0.0629
0.5629
1.0629
1线
WKClT/K
0.00878
0.43723
0.50629
2线
WKClT/K
0.50629
0.63723
1.001048
2.5非线性拟合求偏微分
计算公式：
表面张力σ＝K△Pmax
毛细管常数：
K＝σ水/△Pmax，水＝71.18*10-3/0.644
＝0.1105N.m-1.kPa-1
作σ～C图，求出（dσ/dC）
据公式
求出Г
作Г～C图得一曲线，由曲线的极大值得Г∞，
从而求出溶质分子的横截面积：
以“最大泡压法测定溶液的表面张力”实验数据处理为例：
恒温：
30℃
浓度C△P/kpa
0.050.506
0.100.425
0.150.382
0.200.339
0.250.308
0.300.301
0.400.263
图6表面张力σ与浓度C关系图
图7表面吸附量Г与浓度C的关系
溶质分子的横截面积：
σB＝1/Г∞L＝1/6.29×10-6×6.02×1023＝2.64×10－19m2
2.6纯液体饱和蒸汽压的测定
室温：
28.4℃
p0:
99.80kPa
温度/℃
p/kPa
35
-79.01
40
-74.08
45
-68.09
50
-61.52
55
-54.17
60
-45.05
图8lnp*与1/T的关系
2.7燃烧热测定实验：
雷诺图解法校正温差图的绘制
环境温度：
0.832℃
t/minT/℃
13.51.677
141.685
14.51.692
151.696
15.51.699
161.702
16.51.703
171.704
17.51.704
181.705
191.703
201.703
211.702
221.7
231.699
241.697
251.696
261.695
t/minT/℃
10.027
20.029
30.033
40.035
50.037
60.04
70.042
80.045
8.50.049
90.386
9.51.037
101.361
10.51.497
111.562
11.51.603
121.63
12.51.651
131.665
图9苯甲酸燃烧的雷诺温差校正图
3结束语
由上可见，使用Origin软件能够准确、快速、方便地处理化学实验数据，只要方法选择合适，得到的结果就更为准确。
学生运用所学到的计算机方法处理各种实验数据、绘图，使实验数据的处理误差小，方便快捷，且实验报告更合理和更具科学性，能更大程度地提高我们的实验工作及科研工作的效率，对提高学生的综合处理能力和综合素质有较大的作用。
升级会员 