引言

高校實驗是傳授知識和技能、訓練科學思維和方法、培 養(yǎng)科學精神和品德、全面實施高等教育的重要環(huán)節(jié)，在高等 教育中起著無法替代的作用。物理化學實驗是一門獨立的基 礎實驗課程。隨著電子技術、計算機技術在高等教育中的應用， 高校的物理化學研究已經(jīng)滲透到自然科學的各個領域，并派 生了許多與物理化學相關的交叉學科，因此，物理化學實驗 是通往現(xiàn)代科學研究的橋梁。物理化學實驗的主要目的是使 學生初步了解物理化學的研究方法與技能，學會重要的物理化 學性能測定，熟悉物理化學實驗現(xiàn)象的觀察和記錄、實驗條 件的判斷和選擇、實驗數(shù)據(jù)的測量和處理、實驗結(jié)果的分析 和歸納等一整套實驗方法，加深對物理化學基本理論的理解, 培養(yǎng)學生嚴謹認真、實事求是的科學態(tài)度和作風以及解決實 際化學問題的能力。

為此，本文給出了如何用Visual FoxPro 6.0軟件來編寫 電導法測定乙酸解離常數(shù)的具體方法。

1弱電解質(zhì)電離常數(shù)的測定

1.1測定原理

一般情況下，當AB型弱電解質(zhì)在溶液中的電離達到平 衡時，電離平衡常數(shù)Kc與原始濃度C和電離度a有以下關系:

(1)

由于在一定溫度下,Kc是常數(shù)，因此，可以通過測定AB 型弱電解質(zhì)在不同濃度時的a值來通過式(1)求出Kc。

醋酸溶液的電離度可用電導法來測定。一般情況下，將 電解質(zhì)溶液注入電導池內(nèi)，溶液電導G的大小與兩電極之間 的距離/成反比，與電極的面積A成正比：

G=kA/1(2)

式中,A〃為電導池常數(shù)，以Ke”表示；為電導率。其物理意 義表示在兩平行且相距1 m，面積均為1 m2的兩電極間，電 解質(zhì)溶液的電導，其單位以S ? m-1表示。

由于電極的/和A不易精確測量，因此，實驗中可用一 種已知電導率值的溶液，先求出電導池常數(shù)Kce,?然后把待測 溶液注入該電導池,測出其電導值，再根據(jù)式Q)求出其電導率。

溶液的摩爾電導率是把含有1Q電解質(zhì)的溶液置于相距 為1 m的兩平行板電極之間的電導。通常以&表示，單位為 S ? m2 ? mol-1^摩爾電導率與電導率的關系為：

TOC \o "1-5" \h \z

/Km

以CAm對1/Am作圖，其直線的斜率為(K3)2Kc。這樣， 若已知Km值，就可求得Kc。

1.2實驗步驟

基于上述原理，所確定的實驗步驟如下：

調(diào)整恒溫槽溫度為25.0笆±0.3 °C。

用洗凈、烘干的叉形管1支，加入20 mL的0.1 mol/ L醋酸溶液，測其電導率。

⑶用吸取醋酸的移液管從電導池中吸出10 mL溶液棄去， 用另一支液管取10 mL電導水注入電導池，混合均勻，等溫 度恒定后，測其電導率。如此操作，共稀釋四次。

(4)倒去醋酸，洗凈電導池，然后用電導水淋洗。最后注 入20 mL電導水，測其電導率。

2軟件設計

2.1軟件開發(fā)工具的選擇

本軟件使用 Visual FoxPro 6.0 開發(fā)制作。Visual FoxPro

6.0是一個強大的Windows平臺開發(fā)工具，具有面向?qū)ο缶?程的特點和可視化的編程方法，Visual FoxPro 6.0可提供對象 和事件處理模式,并可利用面向?qū)ο缶幊?OOP)的特點,使用 戶不用加入太多代碼,就可方便地寫出具有模擬操作系統(tǒng)功能 的、標準的Windows程序。Visual FoxPro 6.0是以關系模型 為基礎的、功能強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)，它能夠迅 速而簡單地建立用戶的數(shù)據(jù)庫，從而方便地使用和管理數(shù)據(jù)。

Visual FoxPro 6.0是自含型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是解釋型和編譯 型混合的系統(tǒng)，可以解釋方式定義并操縱數(shù)據(jù)庫，也可以將 操作過程編寫為程序進行編譯，然后脫離系統(tǒng)直接運行，由 它生成的軟件，小巧靈活，使用方便，占用內(nèi)存小［6］。

2.2系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要具有以下幾方面的功能：

2.2.1實驗選項信息的輸入、修改與保存

本系統(tǒng)可以隨時方便地輸入、修改實驗選項信息。由于 實驗結(jié)果會受到環(huán)境的影響，因此，需要客觀準確地保存室溫、 大氣壓、實驗時間、所用儀器編號等實驗選項信息，以方便 以后的數(shù)據(jù)分析。

2.2.2實驗數(shù)據(jù)的輸入、計算、保存與顯示

本系統(tǒng)可以方便地輸入測定的實驗數(shù)據(jù)，并精確地計算 和明確地顯示。本文的實驗過程需要測定乙酸的電導率、水 的電導率等數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)通常都以科學計數(shù)法表示, 輸入比較困難，同時，這些數(shù)據(jù)都比較小(在10-5左右)，而 計算的結(jié)果可能會達到10-10左右，這就給數(shù)據(jù)的輸入、計算、 保存、顯示都提出了很高的要求。

2.2.3實驗數(shù)據(jù)的輸出與讀取

本系統(tǒng)對于測定的實驗數(shù)據(jù)可隨時方便地保存與讀取。 此實驗需要測定的數(shù)據(jù)較多，實驗用時較長，對實驗數(shù)據(jù)方 便的保存與讀取將會讓實驗過程變得簡單、輕松，減少不必 要的重復，同時也保證了數(shù)據(jù)的準確性。

2.2.4實驗結(jié)果的顯示

通過本系統(tǒng)可以快速計算出實驗結(jié)果并顯示。通過結(jié)果 的顯示，有利于發(fā)現(xiàn)誤差較大的數(shù)據(jù)，并及時修改。

2.2.5實驗報告單的輸出

本系統(tǒng)可以方便、快速地生成專業(yè)的實驗報告單。記錄 實驗者、實驗溫度、室溫、實驗時間、所用儀器，實驗結(jié)果 等與實驗相關的所有信息，并對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。

2.3關鍵程序設計及說明

根據(jù)以上實驗需求，本系統(tǒng)可由實驗選項信息輸入、實 驗數(shù)據(jù)輸入、實驗結(jié)果顯示、實驗報告單輸出等四大模塊組成。 2.3.1實驗數(shù)據(jù)的輸入與計算程序

由于實驗中測定的數(shù)據(jù)是以科學計數(shù)法表示的，為了方 便、快速輸入，本設計采用文本框加微調(diào)按鈕的方式輸入。 而對于顯示，由于在計算機中用科學計數(shù)法表示的數(shù)字將保 留15位有效數(shù)字，不利于查看，因此，本系統(tǒng)將計算的結(jié)果 四舍五入保留4位有效數(shù)字后轉(zhuǎn)化成文本類型，以便于觀察。 具體代碼如下：

**以下是輸入數(shù)據(jù)驗證程序

if thisform.spinner1.value>100 or thisform.spinner1.

value<0

messagebox(" 您輸入的 溫度 數(shù)值不正確，請檢查

更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.spinner1.setfocus

return 0

endif

if thisform.text3.value<=0

messagebox(" 您輸入的 乙酸溶液濃度 數(shù)值不正確，

請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text3.setfocus

return 0

endif

if thisform.text2.value<0

messagebox(" 您輸入的 電導水電導率 數(shù)值不正確，

請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text2.setfocus

return 0

endif

if thisform.text2.value=0

P=messagebox(" 您輸入的 電導水電導率為 0 ，是否

繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text2.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text1.value<0

messagebox(" 您輸入的 原溶液電導率 數(shù)值不正確，

請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text1.setfocus

return 0

endif

if thisform.text1.value=0

p=messagebox(" 您輸入的 原 溶液電導率為 0 ，是

否繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text1.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text4.value<0

messagebox(" 您輸入的 第 一 次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text4.setfocus

return 0

endif

if thisform.text4.value=0

p=messagebox(" 您輸入的 第 一 次稀釋溶液電導率

為 0 ，是否繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text4.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text5.value<0

messagebox(" 您輸入的 第 二 次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text5.setfocus

return 0

endif

if thisform.text5.value=0

p=messagebox(" 您輸入的 第 二 次稀釋溶液電導率

為 0 ，是否繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text5.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text6.value<0

messagebox(" 您輸入的 第 三 次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text6.setfocus

return 0

endif

if thisform.text6.value=0

p=messagebox(" 您輸入的 第 三 次稀釋溶液電導率

為 0 ，是否繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text6.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text7.value<0

messagebox(" 您輸入的 第 四 次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text7.setfocus

return 0

endif

if thisform.text7.value=0

p=messagebox(" 您輸入的 第 四 次稀釋溶液電導率

為 0 ，是否繼續(xù)？",4+32+256," 提示信息 ")

if p=7

thisform.text7.setfocus

return 0

endif

endif

if thisform.text1.value=0 and thisform.text4.value=0 and

thisform.text5.value=0 and thisform.text5.value=0 and thisform.

text7.value=0

messagebox(" 您沒有輸入任何電導率數(shù)據(jù)，請重新

輸入！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text1.setfocus

return 0

endif

2.3.2 實驗數(shù)據(jù)輸出程序

為了方便隨時保存實驗數(shù)據(jù)，本設計制作了實驗數(shù)據(jù)

保存表單，可將實驗數(shù)據(jù)保存到任意路徑。具體代碼如下：

“輸出數(shù)據(jù)”按鈕的單擊事件代碼如下：

** 以下檢測試驗數(shù)據(jù)有效性

do case

case thisform.spinner1.value>100 or thisform.spinner1.

value<0

messagebox(" 您輸入的 溫度 數(shù)值不正確，請檢查

更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.spinner1.setfocus

return 0

case thisform.text3.value<=0

messagebox(" 您輸入的 乙酸溶液濃度 數(shù)值不正

確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text3.setfocus

return 0

case thisform.text2.value<0

messagebox(" 您輸入的 電導水電導率 數(shù)值不正

確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text2.setfocus

return 0

case thisform.text1.value<0

messagebox(" 您輸入的 原溶液電導率 數(shù)值不正

確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text1.setfocus

return 0

case thisform.text4.value<0

messagebox(" 您輸入的 第一次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text4.setfocus

return 0

case thisform.text5.value<0

messagebox(" 您輸入的 第二次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text5.setfocus

return 0

case thisform.text6.value<0

messagebox(" 您輸入的 第三次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text6.setfocus

return 0

case thisform.text7.value<0

messagebox(" 您輸入的 第四次稀釋溶液電導率 數(shù)

值不正確，請檢查更改！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text7.setfocus

return 0

case thisform.text1.value=0 and thisform.text4.value=0

and thisform.text5.value=0 and thisform.text5.value=0 and

thisform.text7.value=0

messagebox(" 您沒有輸入任何電導率數(shù)據(jù)，請重新

輸入！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text1.setfocus

return 0

OTHERWISE

&& 以下是文件路徑選擇和命名

do form save

&& 以下是用輸入的名稱在制定的路徑生成數(shù)據(jù)文件

if not empty(wjlj)

creat dbf ("&wjlj") ; && 此處的 " " 不可省略

(SPINNER1 n(4,2),;

TEXT3 n(8,4),;

TEXT2 N (5,4),;

SPINNER3 i,;

text1 n(8,4),;

spinner2 i,;

text4 n(8,4),;

spinner4 i,;

text5 n(8,4),;

spinner5 i,;

text6 n(8,4),;

spinner6 i,;

text7 n(8,4),;

spinner7 i )

&& 以下是數(shù)據(jù)保存

insert into "&wjlj" values (thisform.spinner1.value,; &&

此處的“”不可省略

thisform.text3.value,;

thisform.text2.value,;

thisform.spinner3.value,;

thisform.text1.value,;

thisform.spinner2.value,;

thisform.text4.value,;

thisform.spinner4.value,;

thisform.text5.value,;

thisform.spinner5.value,;

thisform.text6.value,;

thisform.spinner6.value,;

thisform.text7.value,;

thisform.spinner7.value)

use

messagebox(" 數(shù)據(jù)保存成功 ! ",0+64," 提示信息 ")

else

messagebox(" 您的數(shù)據(jù)尚未保存！ ",0+48," 提示信息 ")

endif

endcase

“數(shù)據(jù)保存”表單的“路徑選擇”按鈕單擊事件代碼如下：

cdir=getdir()

if empty(cdir)

thisform.text2.value="mainp"+"\DATA\"

else

thisform.text2.value=cdir

endif

thisform.command3.setfocus

thisform.refresh

“數(shù)據(jù)保存”表單的“保存”按鈕單擊事件代碼 [7] 如下：

if empty(alltrim(thisform.text1.value))

messagebox(" 請輸入文件名稱！",0+16," 錯誤提示 ")

thisform.text1.setfocus

return 0

endif

cdir=thisform.text2.value

cdirfile="cdir+alltrim(thisform.text1.value)"

public wjlj

wjlj=(&cdirfile)

thisform.release

2.3.3 實驗數(shù)據(jù)讀取程序

為了方便數(shù)據(jù)輸入，本設計還制作了實驗數(shù)據(jù)讀取表

單，以隨時方便地從任意位置讀取以前保存的試驗數(shù)據(jù)。具

體代碼 [8] 如下：

“讀取數(shù)據(jù)”按鈕的單擊事件代碼如下：

do form read

** 以下是數(shù)據(jù)查詢

if empty(dqlj)

messagebox(" 沒有可讀取的數(shù)據(jù)！ ",0+48," 提示信

息 ")

else

** 定義數(shù)組 temp1

dimension temp1(1)

SELECT *;

FROM "&dqlj"; && 此處的 "" 不可省略

inTO array temp1

if alen(temp1)<>14

messagebox(" 您選取的數(shù)據(jù)文件錯誤！ ",0+16," 錯

誤提示 ")

else

** 以下是數(shù)據(jù)顯示

thisform.spinner1.value=temp1(1)

thisform.text3.value=temp1(2)

thisform.text2.value=temp1(3)

thisform.spinner3.value=temp1(4)

thisform.text1.value=temp1(5)

thisform.spinner2.value=temp1(6)

thisform.text4.value=temp1(7)

thisform.spinner4.value=temp1(8)

thisform.text5.value=temp1(9)

thisform.spinner5.value=temp1(10)

thisform.text6.value=temp1(11)

thisform.spinner6.value=temp1(12)

thisform.text7.value=temp1(13)

thisform.spinner7.value=temp1(14)

THISFORM.refresh

messagebox(" 數(shù)據(jù)讀取成功! ",0+64," 提示信息")

endif

endif

“讀取數(shù)據(jù)”表單的“路徑選擇”按鈕單擊事件代碼如下：

if curdir()<>"mainp"+"\DATA\"

CD &MAINP.+"\DATA\"

endif

cdir=getfile(" 數(shù)據(jù)文件 :dbf"," 數(shù)據(jù)文件名 :","",0," 選擇文

件 ")

if empty(cdir)

thisform.command3.enabled=.f.

thisform.command2.setfocus

else

thisform.text1.value=cdir

thisform.command3.enabled=.t.

thisform.command3.setfocus

endif

cd ..

thisform.refresh

2.4系統(tǒng)界面設計與使用方法

為了更好地記錄實驗進行的過程，系統(tǒng)中也設計了實驗 選項表單，可以進行實驗者、室溫、氣壓等信息的輸入，這 樣有助于后邊生成詳細的實驗報告單。在以上工作都完成后, 即可通過“打印結(jié)果”按鈕打印出實驗報告單。

3結(jié)語

本系統(tǒng)是為物化實驗“電導法測定乙酸解離度”量身定 做的，可與實驗過程緊密配合，并可對實驗數(shù)據(jù)進行快捷精 確處理，而且能迅速生成專業(yè)化的實驗報告單，不用人工進 行任何工作就可直接得到實驗結(jié)果。

實驗過程中所得數(shù)據(jù)大多為科學計數(shù)法表示的數(shù)字，難 以輸入，而本系統(tǒng)采用底數(shù)、指數(shù)分別輸入的方式，因而使得 數(shù)據(jù)的輸入變得簡單有趣。

利用本系統(tǒng)，在整個實驗過程中，只需要輸入實驗中測 定的電導率數(shù)據(jù)，就可以得到最終的實驗結(jié)果并生成實驗報 告單，整個處理過程不需要任何人工干預，簡單快捷。實驗 完成后，可快速得到專業(yè)詳盡的實驗報告單，實驗報告單包含 實驗時間、氣壓、所用儀器編號、實驗人員等信息，同時省略 了對實驗數(shù)據(jù)的處理。

20210916_6142cbd91a354__電導法測定乙酸解離常數(shù)實驗數(shù)據(jù)處理軟件設計