附錄  利用Microsoft Excel 繪製最小方差直線

   

葉汀峰助教

民國90年7月10日


 

進行各種化學分析時,所得到的測量值常常需要作圖或者更進一步求出曲線的斜率,才能使實驗得到的數據更具意義或者了解更進一步的資訊。因此,本附錄即以常用的 Microsoft Excel 2000 套裝程式,示範如何利用實驗求出的數據來作圖,同時也利用此套裝程式的內建功能求出曲線的斜率。

以實驗12 緩衝溶液 的(e0.017 M 醋酸/醋酸鈉 所得的數據示範如下:  

1.0  M

HCl

pH

1.0 M

 NaOH

pH

0

4.64

0

4.64

1

4.50

1

4.73

2

4.32

2

4.85

3

4.15

3

5.00

4

3.89

4

5.18

5

3.55

5

5.42

  課本的要求原本是要畫2條曲線,第一條是以pH值為縱軸,加酸鹼的滴數為橫軸,共十一點作圖(因未加酸鹼時 pH 值相同);第二條是只取未加酸鹼及滴加12滴酸或鹼共五點,作圖求其最小方差直線,並計算其斜率。以下僅就第二條曲線做法作說明,因第一條曲線的做法其實和第二條曲線的前半部相同。

(一)一般數據作圖

首先開啟「程式集」的「Microsoft Excecl」,

 

 

 

 

 

 

 

   

A欄輸入滴數(在此以加鹼的滴數為正,以加酸的滴數為負),並於B欄輸入實驗測得之pH值。

 

 

 

 

 

   

輸入好後,用滑鼠將所有數據含座標軸名稱全部反白,如下圖所示:

 

 

 

 

 

按一下位於上方工具列中「圖表精靈」的快捷鈕。

 

 

 

 

 

接著會出現如下的對話方塊,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  選取「XY散佈圖」的「帶有平滑線的XY散佈圖」,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  然後按下「下一步」,出現下一對話方塊,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

由於我們的數據是以 的方式輸入,請確定「數列資料取自:欄」;同時點選「數列」資料頁檢查一下,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在此檢查一下作圖的數據範圍,X值是取自A2A6欄位,Y值是取自B2B6欄位,如果都沒問題,按「下一步」,出現下一對話方塊如下,

 

在此步驟,分別輸入X軸和Y軸的座標名稱,輸入後可從旁邊的預覽窗看見預視圖,如下所示,

 

接著按「下一步」,出現如下的對話方塊

 

再按一下「完成」,即可看到畫好的圖出現於工作表中。

此時利用 Microsoft Excel 的基本作圖即已完成。你可已將圖表單獨或與數據一起列印出來。

 

(二)求最小方差直線

繼續上面的作圖,將      移至剛剛畫出來的曲線,先點選該條曲線,並按滑鼠的右鍵,出現如下圖中的小選項方塊,

 

選取「加上趨勢線」,

  會出現如下的對話方塊,

選取「線性」,並點選「選項」頁,出現如下的畫面,點選「圖表上顯示公式」及「圖表上顯示R-squared值」,再按一下「確定」,

 

 此時原本的圖會出現一個公式和R2值在上面,這是一個附在圖上的文字方塊,

 

用滑鼠左鍵點住它,並拖曳至圖區空白處,

點選「圖表標題」,

   將標題寫清楚,即完成此圖,

 

  所求得最小方差直線即為圖中粗線(線性(pH)),其最小方差方程式即為y = 0.129x + 4.608R2則告訴我們此最小方差直線和原本實驗數據曲線契合的程度,值越接近1,越能代表原來的實驗數據。