利用Excel快速计算化学分析测定结果

利用Excel快速计算化学分析测定结果摘要：针对目前大部分分析仪器不能直接计算样品测定结果的状况，本文以钼蓝分光光度法测定大豆中磷化物为例，详细介绍了笔者摸索出的利用Excel对化学分析数据进行线性回归、快速计算测定结果的方法，可用于气/液相色谱、分光光度、电位分析、容量分析等。该套方法操作简便，计算准确、快捷，同时可将数据保存于数据库中，作为分析者的重要资料库，事半功倍。关键词：Excel；检测；结果；快速；计算对于化学分析而言，在分析操作完成后，一般需对测试过程中产生的原始数据(如试样质量、定容体积、稀释倍数、测试液浓度、峰面积或电位值等)进行数据处理才能得到最终的试样测定结果。目前大多数分析仪器如色谱仪、分光光度计、酸度计等只能给出测试液浓度，需再手工用计算器按计算公式计算试样最终测定结果；有些小型或落后仪器甚至不能进行线性回归，还需手工用计算器对标准曲线进行回归计算，算出测试液浓度，再用计算器计算测定结果。这种过程费时费力易出错，且数据不能同时储存。针对这种情况，笔者摸索出一套利用Excel进行线性回归、计算测定结果并一次打印检测记录的方法，可用于气相色谱、液相色谱、分光光度、离子选择电极等分析方法。该套方法操作简便，计算准确、快捷，且同时将数据保存于数据库中，可作为分析者的重要资料库，事半功倍。本文以钼蓝分光光度法测定大豆中磷化物为例，介绍计算程序的制作及测定结果的计算方法。1标准曲线回归方程的计算(1)打开Excel工作表，在某列（如A2～A7）输入配制的磷系列标准溶液浓度5、10、15、20、25、30mg/L；在另一相邻列（如B2~B7）输入分光光度计测得的系列标准液的吸光值（见图1，深灰色区域为Excel生成的数据区，表中汉字及其它符号R2、R、K、B可先行输入）。ABCDEF1系列标液浓度ρs标液吸光值AskB250.041回归参数126.4-0.1333100.078标准偏差2.0720.3214150.120R20.99890.3435200.161R0.99956250.2027300.23589图1回归方程计算图例(2)另选一空区域(如D2~E4)输入：“=Linest(A2:A7，B2:B7，1，1)”，然后同时按下Ctrl+Shift+Enter键，此时D2栏显示出曲线斜率k，本例为126.4；E2栏显示出曲线截距b，本例为-0.133；D4栏显示出曲线相关系数的平方R2，本例为0.9989；在D5栏输入R计算公式“=（D4）^0.5”,回车，即显示相关系数R，本例为0.9995。据此,可得出回归方程。2测定结果计算2.1输入字段名打开Excel工作表，在一空区域的某行(如第10行)输入计算测定结果所需的因子名称及单位，如：试样质量、定容体积、移液体积、比色液定容体积、比色液吸光值、测定值等，见图2。ABCDEFGHIJKLM10试样质量1m1/g试样质量2m2/g定容体积V/mL移液体积Vy/mL比色液定容体积Vd/mL吸光值1吸光值2比色液浓度1ρ1/(mg/L)比色液浓度2ρ2/(mg/L)测定值1mg/kg测定值2mg/kg平均值mg/kg实测差111213注：字段名中1、2分别表示1个样品的两个重复实验数据；由于篇幅所限，“样品编号”、“样品名称”等字段由读者根据需要自行加入到数据表中）。图2字段名图例2.2输入计算公式2.2.1比色液浓度在“比色液浓度1”下方(如H11栏)输入由上述回归方程推出的浓度计算公式：“=$D$2*F11+$E$2”，回车。（符号$表示固定不变的引用位置）同理，在“比色液浓度2”下方(如I11栏)输入浓度计算公式：“=$D$2*G11+$E$2”，回车。2.2.2测定值在“测定值1”下方(如J11栏)输入磷测定结果计算公式“=H11*E11*C11/(A11*D11)”，回车；同理在“测定值2”下方K11栏输入“=I11*E11*C11/(B11*D11)”，回车。2.2.3平均值在L11栏输入平均值计算公式“=（J11+K11）/2”，回车。2.2.4允差按检测方法标准规定的允差类别在M11栏输入相应的实测差计算公式。读者根据具体情况自行输入。上述公式输入完成后，按鼠标左键选中所有计算公式栏，将光标移向选定区域的右下角，待出现粗“+”形时按下鼠标左键向下拉至需计算结果的行，所到之处相应的计算公式即被复制。2.3输入原始数据、得出测定结果将不同样品的测定原始数据试样质量、定容体积、移液体积、比色液定容体积、比色液吸光值依次输入第11行、第12行、……（第个样品占一行）。输入完毕后，比色液浓度1、比色液浓度2、测定值1、测定值2、平均值、实测差的数据立即显示在相应栏中。图中白色区域为原始数据区，深灰色区域为自动计算所得结果区域。ABCDEFGHIJKLM10试样质量1m1/g试样质量2m2/g定容体积V/mL移液体积Vy/mL比色液定容体积Vd/mL吸光值1吸光值2比色液浓度1ρ1/(mg/L)比色液浓度2ρ2/(mg/L)测定值1mg/kg测定值2mg/kg平均值mg/kg实测差1150.0150.0350.0010.0050.000.0530.0546.576.6932.833.433.112131415图3数据输入及显示测定结果图例本例大豆样品原始数据见图3第11行A～G，该大豆磷化物测定结果为33.1mg/kg。一个样品从输入数据到得出结果仅需几十钞的时间。3打印测定记录上述输入完成后，利用Excel和Word的“邮件合并”功能，可以方便地打印出每个样品的测定(原始)记录，操作方法请参考Office有关书籍。4其它分析方法的应用对于色谱分析、电位分析、容量法等分析方法，只要将吸光值替换为峰面积、电位值等，必要时增删字段、修改计算公式(容量法不必进行回归计算)，即可进行快速运算。5保存资料每次输完数据后进行“保存”，久之则形成一份完整的数据库，可供检测者日后进行查询、统计、分析、归纳等，还可打印成纸质文档保存，对检测者十分有益。