乙酸乙酯皂化实验数据的处理方法

王 颖

(沈阳大学 师范学院化学系，辽宁 沈阳 110041)

乙酸乙酯皂化实验数据的处理方法

王 颖

(沈阳大学 师范学院化学系，辽宁 沈阳 110041)

为了使物理化学实验中的数据计算、处理、作图更加便捷，以乙酸乙酯皂化反应为例，使用电子表格进行处理，首先对 Excel电子表格进行了数学计算模式设计，然后根据数学计算要求编制了计算公式，给出了具体处理方法的详细过程，研究了具体实例的数据处理.结果表明该方法处理二级反应——乙酸乙酯皂化数据，方法简单，操作步骤少，处理速度快，避免了人为误差.

二级反应；Excel电子表格；乙酸乙酯；皂化反应；数据处理

乙酸乙酯皂化属于二级反应，原理如下：

各物质的浓度在上述反应过程中随时间而改变，其反应物的浓度直接影响着二级反应的速率.若反应物的初始浓度相同，c0、c、t分别代表初始反应物浓度、某一时刻反应物浓度和反应时间，则：k为速率常数.通过对溶液的某些物理性质的测量，便可获得某一时刻的 OH¯离子浓度.G为溶液的电导值，其随时间的变化关系可利用电导仪测定，同时可对反应进程进行监测，最终求出反应的速率常数.经推导得出.将此公式变形得到：.G0、Gt、G∞为 0、t、∞时刻的溶液电导.这样处理后将对Gt作图可以得到直线，直线斜率为kc0.这种处理方法减少了测定的步骤，可以不测G∞，只要测定足够的数据就可以测定直线斜率为kc0，但这样增大了数据的计算量.利用计算机可解决大量数据的计算问题，特别是应用计算机对大量物理化学数据的处理早已被发明研究出来，如曾经采用的可编程计算方法、turbopascal语言[1]，但这些方法大多复杂[2-4]，随着计算机的发展已经不适合需要.目前大多以 origin和Excel为主流处理软件处理物理化学数据[5-6].Origin软件为英文操作界面，使用复杂，需要专业训练，不适宜初学者掌握.目前以 Windows为主的计算机操作系统其处理数据功能强大并被广泛应用在物理化学领域.如使用者可以通过自定义输入公式在完成数据计算的同时，完成数据统计、直线斜率的计算、作图并打印图表等，完全能满足物理化学数据处理的要求[7-8].该软件较为普及，大多数人都能较好使用，只要稍加培训就可以处理数据，但高效、简单的方法至今少有报道.本文所介绍的方法，已在沈阳大学物理化学实验数据的处理中广泛使用，取得明显效果.实践验证：Excel电子表格在对物理化学实验数据的计算、作图和其他处理方面快速准确，十分方便，特别是在当前主流操作系统下无需安装其他附加程序即可广泛应用.

1 数据表格的设计

表1 乙酸乙酯皂化——二级反应速度常数测定

2 处理函数公式的输入

在表1中的“实验日期”后面的格中键入“=TODAY()”样式的函数，则处理实验的日期便会被自动生成.时间t、电导Gt、G0等填入对应列表中，在表1的式下面空格键入“=(F4-B4)/A4” 函数；在表G0列后输入对应G0的数据，选中向下拖动数据所在列，完成复制.

在直线斜率后输入“=SLOPE(B4:B24,C4:C24)”函数；相关系数后输入=CORREL“(C4:C24,B4:B24) ”函数；速度常数后的列表格中输人函数：“=1/(J3*H3)”；后的表格中输入函数：“=H3”.数据的取值区域可根据情况调整.

3 数据的计算

如表1所示，在G0下第四行、第四列输人G0的对应数据.其具体操作方法是选中第四行、第三列下的数据向下拖动，完成计算.而直线斜率a、速度常数 k、相关系数 r、半衰期则自动完成计算.其计算结果见表1.

4 数据图表的生成

图1 图表向导

如数据区域不合适，应选择图3所示的图表，具体操作方法是按右键显示数据源调整，表1中的有效数据为 8行，可以按实际需要调整数据的有效区，本例数据处理 4-24行有效，如果数据超出有效范围，可做适当修改.如果相关坐标轴不合适，可采用对准相应坐标轴按下右键，选择刻度调整参数，使其达到要求.设置合适的字体及图表打印区域，根据需要选择打印.在进行数据处理时，只需在第一、第二列填入对应的实验数据，所计算的结果及对应的图表则自动完成.

图2 初步生成曲线

图3 调整完成曲线

5 结论

本数据处理方法在office软件支持下完成，使用传统的 Excel数据表格在处理二级反应——乙酸乙酯皂化反应数据时，步骤简单，操作容易.结果输出速度快，误差小，避免了人工处理的误差，原理简单易懂.该处理方法依据 office操作系统，所需要的公式推导、程序编制及修改也相对容易，可根据其他领域的需要进行广泛应用.

[1] 杨春.二级反应速度常数测定数据的微机处理[J].四川师范大学学报:自然科学版,1997(5):136-140.

[2] 吴琼,艾佑宏,孙玉宝.乙酸乙酯皂化反应实验数据处理的一种新方法[J].高校实验室工作研究,2013(2):38-39.

[3] 谢祖芳,黎中良,黄中强,等.乙酸乙酯皂化反应实验数据的非线性处理[J].实验科学与技术,2006,4(6):7-9,39.

[4] 宋丽华.乙酸乙酯皂化反应速率系数测定数据处理方法[J].淮北师范大学学报:自然科学版,1999(1):83-86.

[5] 宋刘斌,杨道武.Excel和Origin在物理化学实验数据处理中的应用[J].中国教育研究论丛,2007(00):178-179.

[6] 库尔班江·肉孜,加米拉·扎衣顿,刘瑞泉.Origin8.0在乙酸乙酯皂化反应实验数据处理的应用[J].广州化工,2013(7):190-192.

[7] 余逸男.乙酸乙酯皂化反应实验数据的非线性拟合[J].东华大学学报:自然科学版, 2002, 28(3):93-95.

[8] 向明礼,曾小平,翟淑华,等.Excel在乙酸乙酯皂化反应三参数非线性拟合中的应用[J].西南民族大学学报:自然科学版, 2004,30(1):16-20.

(责任编校：李建明英文校对：李玉玲)

The Processing Method of Ethyl Acetate Saponification Experimental Data

WANG Ying
(Department of Chemistry of Teacher’s College, Shenyang University, Shenyang, Liaoning 110041, China)

In order to easily calculate, process and map the data, the spreadsheet data processing is used in the acetic ether saponification reaction. First the math model to Excel spreadsheet is designed. Then, the calculation formula is formed according to the mathematical calculations; concrete treatment methods of process are given in detail; the concrete instance data processing is discussed. The results show that this method, with which we deal with second-order reaction data of acetic ether saponification, is simple and fast with less steps and can avoid the human error.

second-order reaction; Excel spreadsheets; ethyl acetate; saponification reaction; data processing

O621.25+6.5

A

1673-2065(2014)04-0042-03

10.3969/j.issn.1673-2065.2014.04.011

2014-04-06

王 颖(1957-),女,河北乐亭人,沈阳大学师范学院化学系教授.