Вычислить ph в Excel

Обновлено: 21.11.2024

Обратите внимание: эти файлы имеют формат text. Для использования с Excel® вам необходимо изменить расширение имени файла с txt на bas. Затем их можно загрузить как модули в редакторе Visual Basic. Используйте клавиши ALT-F11, чтобы запустить редактор Visual Basic, а затем CTRL-M, чтобы импортировать файл на лист.

Сценарии VB адаптированы из написанных мной сценариев MATLAB®:

Название функции	Имя текстового файла	Расчет
AOU	AOU.txt	AOU из наблюдаемого O2 conc по сравнению с ожидаемым O2 conc от Weiss (1970)
DENSATP	STP2Dens.txt	Рассчитайте плотность морской воды на месте как функцию S, T и P (Millero & Poisson, 1981)
ПЛОТНОСТЬ	SwDensity.txt	Рассчитайте плотность морской воды как функцию S и T при Pabs = 1 атм (Millero & Poisson , 1981)
N2SAT	N2sat_v1.txt	Насыщенность N2 в зависимости от S и T из Weiss (1970)
N2SAT_V2	N2sat_v2.txt	N2 насыщенность как функция S и T из Hamme & Emerson (2004)
O2SAT_V2A	O2sat_v2a.txt< /td>	O2 насыщенность как функция S и T согласно Garcia & Gordon (1992) в миллилитрах O2 /л морской воды
O2SAT_V2B	O2sat_v2b.txt	Насыщение O2 в зависимости от S и T в соответствии с Garcia & Gordon (1992) в единицах мкмоль O2/кг морской воды
SAL	Cond2Sal.txt	Рассчитать соленость (pss-78) морской воды из Проводимость (См/м), T&P (ЮНЕСКО, 1983)
SBE	SbeC2Sal. txt	Рассчитать соленость (pss-78) морской воды по проводимости (м См/см), T&P (ЮНЕСКО, 1983 г.)
VapPress	VapPress.txt	Рассчитайте коэффициент летучести CO2 в морской воде (Weiss & Price, 1980)

< /p>

Начиная с общего выражения H C = 0 для любой смеси кислот, оснований и солей, мы находим pH как корень этого выражения либо делением пополам, либо с помощью алгоритмов Ньютона-Рафсона или Левенберга-Марквардта. Все три варианта легко реализовать в электронной таблице.

Электронная таблица, показывающая вычисление (в столбцах от A до C) и график (в ячейках A1:F12) протонной функции HC для водного раствора уксусной кислоты в зависимости от pH. Открытые кружки показывают рассчитанные точки данных; соединительные линии интерполируются компьютером с использованием кубического сплайна и отображаются здесь только для того, чтобы показать связность. Концентрация C и константы равновесия K a и K w, используемые в расчетах, показаны в строке 13, а конкретные уравнения, использованные в расчетах, перечислены внизу.

Откройте для себя мировые исследования

20 миллионов участников
135 миллионов публикаций
Более 700 тыс. исследовательских проектов

Аннотация: Исходя из общего выражения H C = 0 для любой смеси кислот, оснований и солей, мы находим

pH как корень его выражения либо делением пополам, либо с помощью уравнения Ньютона-Рафсона или Левенберга-

солевая активность, коэффициент ионной активности недоступен

<р>. Простое правило для вычисления производной каждой доли концентрации α по отношению к pH заключается в следующем: производная произвольного α по отношению к pH пропорциональна рассматриваемому α, умноженному на фактор, который включает все остальные значения α, каждый умножается на количество полученных протонов (знак минус для потерянных протонов)" [2][3][4] . Например, для гексапротоновой кислоты H 6 A производная молярной доли α 2 , соответствующей разновидности H 4 A 2-, по отношению к pH равна 2 (pH) dd α = ln(10)α 2 (2α 0 + 1α 1 + 0α 2 -1α 3 -2α 4 -3α 5 -4α 6 ) (5) .

<р>. Рассматривая неионизированные частицы H 3 PO 4 как ион с зарядом, равным нулю, для каждого аниона фосфата выполняются следующие равенства: В таблице 1 мы рассматриваем производные концентрации отдельных частиц (iCα i ) по отношению к pH водного раствора ортофосфорной кислоты, H 3 PO 4 , с концентрацией С (моль·дм 3-). Например, буферная емкость аниона HPO 4 2-, представленная β (заряд=2) или β(HPO 4 2-), равна 2 (заряд 2) 2 0 1 2 3 ln(10) (2 1 0 1 ) (рН) .

Буферная емкость водного раствора произвольной соли является аддитивной функцией буферных способностей отдельных частиц, присутствующих в растворе. Учитывая кислоту, из которой концептуально могут происходить различные анионы, мы демонстрируем, что буферная емкость каждого аниона, независимо от его заряда, может быть вычислена с помощью функции, о которой сообщалось ранее.

Кривая титрования представляет собой график того, как изменяется некоторое количество раствора (зависимая переменная y) при добавлении известных количеств титранта известной концентрации (независимая переменная x). . При кислотно-щелочном титровании зависимой переменной является рН раствора; а кривая титрования отвечает на вопрос «Как изменится рН раствора при добавлении титранта?» Нейтрализация сильного основания сильной кислотой быстро приводит к равновесию, поэтому это титрование можно проводить с помощью сигмоидальной кривой титрования.

Построение кривой кислотно-щелочного титрования включает в себя продумывание того, как определяется pH на каждой отдельной фазе процесса:

Перед добавлением любого титранта
Этап предварительной эквивалентности
Точка эквивалентности
Этап пост-эквивалентности.

Обдумывая, как определяется рН в эти разные моменты времени титрования, вы увидите, как построить функции, необходимые для выполнения расчетов для каждой фазы. После этого мы будем использовать информацию о pH и объеме титранта для построения кривой титрования.

II. Проблема

Допустим, вы хотите оттитровать 50,00 мл аликвоты 0,1000 M NaOH 0,1000 M раствором HCl, а затем построить результирующую кривую титрования. Используя электронную таблицу Excel, рассчитайте pH раствора после добавления 0,00, 10,00, 25,00, 40,00, 45,00, 49,00, 49,50, 50,00, 50,50, 51,00, 55,00, 60,00, 75,00 и 90,00 мл титранта; а затем на основе данных подготовьте кривую титрования.

III. Настройка электронной таблицы

А. Данные и функции

1. Справочная информация

Что из того, что мы знаем в начале, будет иметь значение при кислотно-щелочном титровании? Объем и концентрация титруемого раствора, концентрация анализируемого вещества и константа ион-произведение для воды (K_w) — это четыре элемента информации, которые я бы использовал.

Введите следующие метки: V_NaOH, мл в ячейке A3, [NaOH] в ячейке A4, ммоль NaOH в ячейке A5, [HCl] в ячейке A6 и K_{w< /sub> в ячейке D3. Вы можете ввести значение для четырех из них в ячейку справа от метки: 50,00 в ячейку B3, 0,1000 в ячейку B4, 0,1000 в ячейку B6 и 1,00E-14 в ячейку D3. Тем не менее, необходимо рассчитать ммоль NaOH (который будет одинаковым в каждой точке титрования), поэтому введите функцию, необходимую для этого значения, в ячейку B5.}

2. Независимая переменная (x)

Независимая переменная – это переменная, которую мы изменяем намеренно: в данном случае это увеличивающиеся объемы титранта, добавляемые в разные моменты титрования.

Введите метку V_HCl, мл в ячейку A8, а затем введите объемы добавленного титранта в ячейки A9-A22. Введите метку mmol HCl в ячейку B8, введите функцию, необходимую для ее расчета, в ячейку B9, а затем перетащите ее вниз через ячейку B22. (Не забудьте отформатировать ячейки для правильного количества цифр после запятой.)

3. Функции, раскрывающие зависимую переменную (y)

Интересующей зависимой переменной является pH раствора, но расчет pH включает различные предварительные расчеты на разных этапах титрования. Подумайте, что нам нужно знать для каждого этапа:

Определите, что находится во фляге.
Понятие о реакции нейтрализации.
Рассчитайте рН на основе того, что осталось после нейтрализации.

Введите следующие метки: ммоль NaOH в ячейке C8, ммоль HCl_{избыток} в D8, V_общий, мл в ячейке E8, [OH -1 ] в ячейке F8 , [H₃O + ] в ячейке G8, pOH в ячейке H8 и pH в ячейке I8.

Перед добавлением любого титранта

Что находится в колбе перед добавлением любого титранта и как это связано с pH раствора?

Если вы планируете эксперимент по титрованию, вам нужно иметь несколько точек данных на этапе до определения эквивалентности и на этапе после определения эквивалентности. Кроме того, вы хотели бы расположить некоторые из них ближе друг к другу непосредственно перед и сразу после точки эквивалентности. В этом титровании для достижения конечной точки требуется 50,00 мл титранта. Как я это узнал?

Помните диаграмму BCA (до изменения после)? Мы будем использовать то, что узнали, для построения функций, которые в конечном итоге будут вычислять pH. Обратите внимание, что по мере титрования ммоль OH-1 будет уменьшаться из-за нейтрализации NaOH и разбавления исходного раствора.

Почему функции, которые вы написали для начальных точек, являются единственными, которые вам нужны на этапе предварительной эквивалентности? Перетащите их вниз по строкам, соответствующим фазе предварительной эквивалентности (но не дальше). Обратите внимание, что на данный момент в столбцах C и G ничего нет.

В точке эквивалентности все аналиты прореагировали с титрантом; ни один из реагентов не остается. (Мы уже говорили об объеме титранта, необходимом для достижения точки эквивалентности.) Что в этой точке определяет рН?

Что происходит с решением, когда вы преодолеваете точку эквивалентности? Что определяет рН?

А. Расширение — это функция, доступная в Excel 365 и более поздних версиях. С помощью переноса вы можете создать формулу в одной ячейке, и эта формула затем распространится на другие соседние ячейки при вычислении набора значений. Эта возможность была добавлена в Excel как часть обновления динамических массивов, представленного пару лет назад.

Вы можете скачать рабочую книгу с примером того, как переносить данные. Вы можете получить доступ к сопроводительному видео в конце этой статьи.

Обратите внимание, что последующее содержимое основано на Microsoft Excel 365 для ПК. Другие версии Excel могут работать иначе.

Давайте рассмотрим пример. Мы хотим, чтобы Excel рассчитал первоначальный взнос и сумму, подлежащую финансированию, для нескольких кредитов, умножив цену продажи на процент, необходимый для первоначального взноса, и вычтя первоначальный взнос из цены продажи соответственно. Это простые расчеты. Мы создадим только одну формулу для расчета первоначального взноса, которая будет заполнять авансовый платеж для всех кредитов. Мы сделаем то же самое для суммы финансирования, как показано на снимке экрана ниже.

Формула первоначального взноса создается в ячейке F2. Поскольку я хочу, чтобы эта формула рассчитывала первоначальный взнос для всех моих кредитов, я умножу продажную цену всех кредитов на процент первоначального взноса, необходимый для каждого кредита. Таким образом, формула в ячейке F2 имеет вид =B2:B10*E2:E10 , как показано на снимке экрана ниже.

Обратите внимание, что формула была введена только в ячейку F2 и может быть изменена только в этой ячейке. Хотя формула видна, когда вы щелкаете в других ячейках с вычисленными значениями, в этих ячейках ничего не вводилось, и там ничего нельзя изменить. Убедитесь, что в соседние ячейки, которые вы хотите заполнить, ничего не введено, иначе произойдет ошибка заполнения.

Для Excel 365 формулы, возвращающие набор значений (или массив), могут быть перенесены.Таким образом, ваши формулы могут разлиться при использовании простых вычислений, как мы сделали здесь, а также при использовании более сложных функций. Однако расплескивание не произойдет в таблице Excel. Таким образом, вы можете поместить формулы вне таблицы или преобразовать таблицу Excel в диапазон данных, щелкнув в любом месте таблицы, щелкнув правой кнопкой мыши и выбрав Таблица, а затем Преобразовать в диапазон.

Читайте также: