任慶云，王松濤，閆 娜

(集寧師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 集寧 012000)

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算、繪圖、求解處理，得到最終處理結(jié)果，教師一般不能做出直接判斷，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)計(jì)算機(jī)程序，可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為可評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)[1-2]。計(jì)算機(jī)技術(shù)使化學(xué)工作者的工作環(huán)境和研究方法發(fā)生了改變，使難于解決的問題變得簡(jiǎn)單，使化學(xué)工作者從許多大量重復(fù)的勞動(dòng)中擺脫出來，這樣不但轉(zhuǎn)換了化學(xué)工作者一貫的工作方法，還使他們發(fā)現(xiàn)了如何快速的找到自己所需的信息，正因?yàn)檫@樣計(jì)算機(jī)技術(shù)成了化學(xué)工作者在日常工作中需要熟練運(yùn)用的技術(shù)。

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[3-6]課程中，學(xué)生首先采集大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行處理，經(jīng)做圖和計(jì)算求出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果[7]，往往避免不了引起誤差，即使是同一組實(shí)驗(yàn)的不同學(xué)生處理出來的數(shù)據(jù)結(jié)果也不盡相同，必定影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此我們使用Visual Basic 6.0[8-10]語言為開發(fā)工具，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理開發(fā)了“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇溶解度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序”，為教師和學(xué)生提供一個(gè)方便快捷的應(yīng)用程序，對(duì)實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理減少誤差，保證結(jié)果的真實(shí)可靠。

1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

硫酸銨溶液和氯化鋇溶液混合，可以得到硫酸鋇溶液。

(NH4)2SO4+BaCl2==BaSO4↓ +2NH4Cl

電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的大小，常以電導(dǎo)表示，用符號(hào)G表達(dá)。

式(1)

式(1)中G為電導(dǎo)，單位為S。

電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，用 表示，其單位是S/m。

式(2)

式(2)中ρ為電阻率。

摩爾電導(dǎo)率，用符合Λm表示。其與電導(dǎo)率的關(guān)系為

式(3)

式(3)中Λm的單位是S·m2·mol-1；c為溶液的濃度，單位是mol·m-3。

難溶鹽的電導(dǎo)率為κBaSO4=κ溶液-κ水，根據(jù)式(3)得

式(4)

在溶液中，溶液的質(zhì)量近似等于溶劑水的質(zhì)量，已知水在各個(gè)溫度下的密度，則可計(jì)算出硫酸鋇在各個(gè)溫度下的質(zhì)量摩爾濃度，質(zhì)量摩爾濃度乘以摩爾質(zhì)量就是硫酸鋇在此溫度下的溶解度。

1.2 數(shù)據(jù)處理程序

在實(shí)驗(yàn)原理基礎(chǔ)上，采用Visual Basic 6.0語言開發(fā)了“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序”。

1.2.1 使用說明

雙擊“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序”進(jìn)入主界面(如圖1所示)，如需處理不同溫度下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)”單選按鈕和“確定”按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入窗口，輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(如圖2所示)，可通過選擇“計(jì)算”按鈕，得到數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果(如圖3所示)，可通過選擇“打印”按鈕輸出計(jì)算結(jié)果于紙上；可通過選擇“圖形”按鈕，得到圖形(如圖4所示)，可通過選擇“打印“按鈕輸出圖形于紙上。如需處理某一溫度下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用方法同上相似。

圖1 電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序主界面

圖2 電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)錄入界面

圖3 電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)處理結(jié)果界面

圖4 電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇的溶解度(不同溫度條件下)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序圖形

1.2.2 源代碼

“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇溶解度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序”主要源代碼如下：

Dim sdd(5),rdd(5)′ 定義數(shù)組Private Static Sub jtd()Text1.Text = “”′ 對(duì)象Text1的Text屬性設(shè)置為空字符…End SubPrivate Sub Command3_Click()′ “清除”按鈕的程序代碼Call jtdEnd SubPrivate Sub Command1_Click()′ 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算Form1.Cls ′ 窗體Form1清屏Form1.Show′ 顯示窗體Form1Form3.Hide′ 隱藏窗體Form3cl = Chr$(13) + Chr(10) ′ 回車cs = Val(Text8.Text)

′ 將文本框Text8(電極常數(shù))的Text屬性值賦值給變量csm = 0.233sd = (sdd(1) + sdd(2) + sdd(3)) / 3′ 計(jì)算 讀值平均值rd = (rdd(1) + rdd(2) + rdd(3)) / 3′ 計(jì)算 讀值平均值sdds = sd * lc / cs′ 計(jì)算 實(shí)際值rdds = rd * lc / cs′ 計(jì)算 實(shí)際值ydds = rdds - sdds′ 計(jì)算 jx = 0.01278 + 0.016′ 計(jì)算難溶鹽 c = ydds / jx′ 計(jì)算飽和溶液的濃度rjd = 0.001 * c * m / sm′ 計(jì)算難溶鹽的溶解度ksp = c * c / 1000000′ 計(jì)算難溶鹽的KspEnd Sub…Private Sub Command2_Click() ′ 作圖程序代碼…For i = 1 To nForm2.Circle (wd(i),y(i)),0.09Form2.Circle (wd(i),y(i)),0.9′ 在窗體Form2上畫半徑不同的同心圓Next iEnd Sub

2 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇溶解度，利用Visual Basic 6.0編程軟件對(duì)“電導(dǎo)法測(cè)定難溶鹽硫酸鋇溶解度”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。此程序的使用能夠有效避免學(xué)生手動(dòng)作圖過程中產(chǎn)生的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖形更加科學(xué)準(zhǔn)確，為學(xué)生自己分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)也使自己學(xué)會(huì)了一種計(jì)算機(jī)技術(shù)，為以后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理提供幫助。