2022年Origin_软件在分析化学数据处理中的应用 .pdf

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1、第21卷 第3期郑 州 轻 工 业 学 院 学 报(自 然 科 学 版)Vol. 21No. 32006年8月JOURNA L OF ZHENG ZHOUUNIVERSITYOFLIGHT INDUSTRY(NaturalScience)Aug. 2006收稿日期:2005 - 11 - 25作者简介:赵玛(1959) ,女,河南省南阳市人,郑州轻工业学院工程师,主要研究方向:材料物理.文章编号:1004 - 1478(2006) 03 - 0025 - 04Origin 6. 0软件在分析化学数据处理中的应用赵 玛1, 魏剑英1,韩周祥1, 姚正强2,齐冠妮2(1. 郑州轻工业学院研究生处,

2、 河南 郑州 450002;2. 河南省义马气化厂, 河南 义马 472300 )摘要 :以分析化学中分析数据的统计性检验、 滴定分析中滴定体积计算和标准加入法中浓度计算为例 ,介绍了用 Origin6.0 进行数据处理的具体方法.关键词 :Origin 6. 0;分析化学 ;数据处理中图分类号:O4139 文献标识码:AApplicationof Origin6. 0 in the data treatmentof analysis chemistryZHAO Ma1, WEI Jian2ying1, HAN Zhou 2xiang1, YAO Zheng- qiang2, QI Guan-

3、ni2(1. Dept.of GraduateStudent,ZhengzhouUniv.o f Light Ind. ,Zhengzhou450002,China ;2. Gasification Factor of Henan Yima,Yima 4723000, China)Abstract :A typical applicationof Microal Origin 6. 0 in the data treatmentsof analysischemistrywas intro2duced. A statisticverification, a calculationof the t

4、itration volume and a datatreatmentof the standardaddi2tion methodweredoneby the Microal Origin 6. 0 in this article. Theuseprocedurewasals o discussedin de2tail.Key words :Origin 6. 0 ; analysischemistry; datatreatment0 引言在分析化学中经常要对测定数据进行分析和处理 ,人工计算往往很繁琐,同时手工作图和图解法带有一定的主观随意性,准确程度有限.用计算机来处理数据 ,虽然方便可

5、靠,但需要编写相应的程序,必须具备一定的编程专业知识,使其应用受到一定程度的限制 . Origin 6. 0 是美国Microal 公司推出的基于 Windows平台的数据分析和绘图软件,功能强大 .该软件包括计算、 统计 、 直线和曲线拟合等各种完善的数据分析功能,采用直观的、 图形化的、 面向对象的窗口菜单和工具栏进行操作1 ,不用编程,只要输入分析数据,然后再选择相应的菜单命令,点击相应的工具按钮即可,应用方便快捷2 5 . 本文以分析化学中分析数据的统计性检验、 电位滴定中滴定体积计算和标准加入法中浓度计算为例,对 Origin 610 数据处理的具体方法进行介绍,为 Origin 6

6、10 在分析化学中的应用提供参考.1分析数据统计检验中的应用在分析化学中,为了比较某种分析方法或几种分析方法对样品的分析数据是否可靠,常常要对分析数据进行统计性检验:如果某种测定方法无系统误差 ,则测定平均值与真实值之间的偏离是由于随名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 机误差所致,在 95 %的置信度下,分析结果满足要求时 ,分析数据的平均值应在 t,fs/n之间波动,如果由分析数据计算出的tt,f,表明测定平均值与

7、真实值之间存在显著性差异,原假设不成立,分析方法存在系统误差.若两种分析方法分析同一样品,假设每种分析方法测定数据都不存在显著性差异,则两种测定方法测定数据的标准偏差的平方比值F=S12/ S22(大方差与小方差之比)应小于测定条件下F0.05(n1, n2)值,如果FF0.05(n1, n2),原假设不成立,即两种分析方法的精密度之间存在显著性差异6 .用两种方法分析某试样中铁含量,结果见表1.表 1 铁含量分析结果方法w( Fe) / %新方法23. 2823. 3623.4323. 3823. 30标准方法23. 4423. 4123.3923. 3523. 38样品中铁含量的标准值 =

8、 23138 % ,采用 Ori2gin 6. 0软件判断两种方法测定的可靠性及两种分析方法之间有无显著性差异( 见图 1) . (t0.05,5=21571,F0105(4,4)= 6139) .打开 Origin 6. 0 ,在工作表中输入数据,选中两组数据 ,点击工具栏上Analysis/Statisticson C olumns,分别计算出两种方法测定数据的平均值及标准偏差. 在数据表中点击第1 组数据的第6 行 ,再点击工具栏上 Columns/Set ColumnsValues,在出现的计算框中 输 入 : abs( mean(Y) -) 3 sd/n) ,其 中mean(Y) 和

9、sd为计算出的平均值和标准偏差,点击OK 即可计算出新方法的t值为 0. 986 ,在数据表中点击第 2 组数据的第6 行 ,同样方法计算出标准方法的t值为 0. 833,两个t值均小于 2. 571,说明每组数据组内无显著性差异.在数据表中点击第1 组数据的第7 行 ,再点击工具栏上 Columns/Set ColumnsValues,在出现的计算框中输入:abs( sd(A) 3 sd(A) / sd(A) 3 sd(A) ,计算F值为 3. 273,小于F0. 05(4 ,4)(6139) ,说明两种方法的精密度不存在显著性差异,新方法分析数据可靠 .2滴定分析中的应用滴定分析是分析化学

10、中的一种重要分析方法,当被测定物质与滴定剂之间可以定量反应时,如有合适的指示剂,利用滴定剂的消耗量即可计算被测物质的含量,如果没有合适指示剂,或滴定突跃不明显时 ,则可利用滴定过程中溶液的某些性质(如 pH、电极电位 、 吸光度等 ) 随滴定体积的变化作出滴定曲线 ,然后对滴定曲线进行导数处理,一阶导数的极大值或二阶导数的零点所对应的体积即为滴定被测物质所消耗的滴定剂体积,从而计算被测物质的含量.以c(AgNO3)= 011 m ol/ L 标准溶液滴定NaCl溶液 ,实验数据见表2.图 1 Origin 6. 0对分析数据的统计检验?62?郑 州 轻 工 业 学 院 学 报(自 然 科 学

11、版)2006年名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 表 2 AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液的实验数据序号V (AgNO3)/ m LE/ mV序号V(AgNO3)/ m LE/ mV120. 0107924. 3233222. 01231024. 4316323. 01381124. 5340423. 51461224. 6351523. 81611324. 7358624. 01741425. 0373724.

12、11831525. 5385824. 21941626. 0396打开 Origin 6. 0 ,在工作表中输入数据(如图 2左侧所示 ) ,选中所要绘图的数据,点击工具栏上Plot/ Line + Symbol, 即可绘制散点图(如图 2 右上部分所示 ) .散点图绘制完成后,点击工具栏上的Anal2ysis/ Calculus/Differentiate 可以对曲线进行导数处理 ,点击一次为一阶导数,再点击一次为二阶导数,点击工具栏上T ools/ Baseline,在二阶导数图上绘出0基线 (如图 2 右下部分所示 ) .图 2 Origin 6. 0 制作的滴定曲线及二阶导数点击工具栏

13、上放大工具,将二阶导数曲线放大,利用工具栏上的数据查询工具查出二阶导数曲线与基线交差点对应的坐标(见图 3) ,Y= 0 时对应的X即为滴定终点的体积,由于曲线放大后有一定的宽度 ,曲线左右边缘及中间X对应的值有差别,X(左)= 24. 3378,X(中) = 24. 3393,X(右) = 24. 3411,但最大误差仅为0. 0033,满足滴定分析的要求,这与手工计算得到的滴定体积22. 34是一致的 .图 3 二阶导数的放大图及查询的数据3仪器分析中的应用在仪器分析中常用标准曲线法,当样品数量较少或基体有干扰时,也可采用标准加入法,即在样品中加入一系列标准溶液,此时溶液的一些物理性质随标

14、准溶液的加入量呈线性关系,直线在纵坐标为0时 ,横 坐 标的 绝 对 值 即 为 样 品 中 物 质 的含 量.Origin 6. 0软件不仅可以方便地对测定数据进行直线拟合 ,而且可以同时给出拟合直线的相关参数,便于计算样品中测定组分的含量.采用标准加入法测定试样中镉质量浓度,各试液加入镉标准溶液后,用水稀释至50 mL ,测定吸光度结果见表3.表 3 标准加入法测定试样中镉质量浓度的实验数据序号试液体积/ mL镉标准溶液体积/ mL吸光度12000. 04222010. 08032020. 11642040. 190 注:镉标准溶液质量浓度为10g/mL.打开 Origin 6. 0 ,在

15、工作表中输入数据( 输入的质量浓度单位已折算为g/mL) ,选中数据,点击工具栏上 Plot/Line + Symbol,绘制散点图,点击工具栏上的 Analysis/ Fit Liner 对散点图进行线性拟合(如图 4 左下部分所示) ,在右侧给出拟合曲线的参数(如图 4 右上部分所示 ) .?72?第3期赵 玛等:Origin 6. 0软件在分析化学数据处理中的应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 图 4 Or

16、igin 6. 0的线性回归曲线及参数点 击数 据 表第 5 行 第 1 列 ,点 击 工具 栏 上C olumns/Set C olumnsValues,在出现的计算框中输入 :abs( -A/ B) ,点击 OK 即可得出镉质量浓度为01574g/ m L.4 结论本文采用 Origin 6. 0 软件对分析化学中实验数据的统计性检验、 电位滴定滴定体积的计算和标准加入法中浓度计算进行处理,初步展现了Origin 6. 0操作的简易性、 功能的全面性. 由 Origin6. 0 的强大的数据分析计算和绘图功能可以快捷准确地完成分析化学中不同类型的数据处理,结果精确度高,绘出的图形细致美观.

17、这一方法简便易行,无需编程,整个处理过程简单、 方便 、 直观 .利用 Origin 6. 0 处理实验数据可提高工作效率,减少数据处理时间,提高分析的精确度,值得推广应用.参考文献 : 1郝红伟,施光凯. Origin 6. 0实例教程M.北京:中国电力出版社,2000. 2何猛雄,邓广强,梁振江,等.Microcal Origin软件在物理化学实验教学中的应用J .海南师范学院学报,2001 ,14(4) :101104. 3熊万杰,黄振中.用Origin软件处理物理实验数据J .大学物理实验,2004 ,17(2) :6567. 4王鑫,吴先球,蒋珍美,等.用Origin剔除线性拟合中实

18、验数据的异常值J .山西师范大学学报,2003 ,17 (1) :4549. 5钟明.Origin在色谱实验数据回归分析中的应用J .天津化工,2005 ,19(1) :5658. 6孙炳耀.数据处理与误差分析基础M.开封:河南大学出版社,1990. 6775 . 7华东理工大学分析化学教研组.分析化学M.第4版.北京:高等教育出版社,1990.?82?郑 州 轻 工 业 学 院 学 报(自 然 科 学 版)2006年名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -