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万能Excel模板——标准滴定溶液标定记录计算

tomdreams

2016/07/24

私聊

分析化学

1 引子
滴定分析是分析化学的基础实验，其中包括称量、溶解、定容、转移、稀释、过滤等操作。可以这样说，如果没有好的滴定操作基础，就不可能操作好仪器分析。
滴定分析应参考《化学试剂标准滴定溶液的制备》GB/T 601-2002。传统的计算过程使用白纸、科学计算器，每一种标准滴定溶液分别有不同的计算表格，记录和数据处理费时费力，而且如果操作者不熟练非常容易出现错误。如果还要考虑标定过程的不确定度，计算A类不确定度、B类不确定度和合成不确定度，估计大部分的老师傅也会犯晕。
因此，我冒出了这样的一个想法：“这都是信息化时代了，电脑、手机等软件非常普及，可不可以开发一个Excel计算模板，涵盖所有的标准滴定溶液标定记录计算呢？“于是便有了这个”万能Excel模板——标准滴定溶液标定记录计算“。
简化计算，让工作高效起来！
2 模板建立过程
2.1 建立“标准滴定溶液数据库”

标准滴定溶液数据库包括《化学试剂标准滴定溶液的制备》GB/T 601-2002中所有使用基准物质标定的标准滴定溶液。同时，定义各种标准溶液的溶液类型，该编号与“溶液温度补正值数据库”关联。该数据库还包括各自标准滴定溶液使用基准物质的摩尔质量、摩尔质量不确定度、基准物质纯度不确定度。摩尔质量不确定度来源于IUPAC 2013相对原子量计算所得。基准物纯度不确定度分别根据各基准物质的国家标准标示含量范围值。完成后如下：

编号	标准溶液名称	基准物摩尔质量 g/mol	溶液类型	摩尔质量不确定度U(95%，k=2)	基准物纯度不确定度U(95%，k=2)
4.1.1	1mol/L氢氧化钠标准滴定液	204.22	6	0.0040%	0.03%
4.1.2	0.5mol/L氢氧化钠标准滴定液	204.22	5	0.0040%	0.03%
4.1.3	0.1mol/L氢氧化钠标准滴定液	204.22	2	0.0040%	0.03%
4.2.1	1mol/L盐酸标准滴定液	52.994	4	0.0014%	0.05%
4.2.2	0.5mol/L盐酸标准滴定液	52.994	3	0.0014%	0.05%
4.2.3	0.1mol/L盐酸标准滴定液	52.994	2	0.0014%	0.05%
4.3.1	1mol/L硫酸标准滴定液	52.994	6	0.0014%	0.05%
4.3.2	0.5mol/L硫酸标准滴定液	52.994	5	0.0014%	0.05%
4.3.3	0.1mol/L硫酸标准滴定液	52.994	2	0.0014%	0.05%
4.6.1	0.1mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液	49.031	2	0.0010%	0.02%
4.7.1	0.1mol/L碘标准滴定溶液	49.460	2	0.0006%	0.05%
4.12.1	0.1mol/L高锰酸钾标准滴定溶液	66.999	2	0.0019%	0.05%
4.14.1	0.1mol/L硫酸铈标准滴定溶液	66.999	2	0.0019%	0.05%
4.15.1	0.1mol/LEDTA标准滴定液	81.379	2	0.0246%	0.05%
4.15.2	0.05mol/LEDTA标准滴定液	81.379	1	0.0246%	0.05%
4.15.3	0.01mol/LEDTA标准滴定液	81.379	1	0.0246%	0.05%
4.21.1	0.1mol/L硝酸银标准滴定液	58.441	2	0.0094%	0.05%
4.22.1	0.5mol/L亚硝酸钠标准滴定液	173.19	3	0.0061%	0.10%
4.22.2	0.1mol/L亚硝酸钠标准滴定液	173.19	2	0.0061%	0.10%
4.23.1	0.1mol/L高氯酸标准滴定液	204.22	9	0.0040%	0.03%
4.24.1	0.1mol/L氢氧化钾乙醇标准滴定液	204.22	8	0.0040%	0.03%
备注：	1）本表格包含GB/T 601-2002使用基准物质标定的标准滴定溶液。
2）摩尔质量不确定度来源于IUPAC 2013相对原子量计算所得。
3）基准物纯度不确定度分别根据各基准物质的国家标准标示含量范围值。

2.2 建立“溶液温度补正值数据库”
本数据库来源于GB/T 601-2002，顺序一样，只不过对溶液进行编号，该编号与“标准滴定溶液数据库”关联。如下：

溶液类型	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度： ℃	水及0.05mol/L以下的各种水溶液	0.1mol/L及0.2mol/L各种水溶液	盐酸溶液0.5mol/L	盐酸溶液1mol/L	硫酸0.5mol/L 氢氧化钠溶液0.5mol/L	硫酸1mol/L 氢氧化钠溶液1mol/L	碳酸钠溶液1mol/L	氢氧化钾乙醇液0.1mol/L	0.1mol/L高氯酸标准滴定液
5	1.38	1.70	1.90	2.30	2.40	3.60	3.30	16.78
6	1.38	1.70	1.90	2.20	2.30	3.40	3.20	15.64
7	1.36	1.60	1.80	2.20	2.20	3.20	3.00	14.51
8	1.33	1.60	1.80	2.10	2.20	3.00	2.80	13.38
9	1.29	1.50	1.70	2.00	2.10	2.70	2.60	12.25
10	1.23	1.50	1.60	1.90	2.00	2.50	2.40	10.80	11.12
11	1.17	1.40	1.50	1.80	1.80	2.30	2.20	9.60	10.00
12	1.10	1.30	1.40	1.60	1.70	2.00	2.00	8.50	8.88
13	0.99	1.10	1.20	1.40	1.50	1.80	1.80	7.40	7.76
14	0.88	1.00	1.10	1.20	1.30	1.60	1.50	6.50	6.64
15	0.77	0.90	0.90	1.00	1.10	1.30	1.30	5.20	5.53
16	0.64	0.70	0.80	0.80	0.90	1.10	1.10	4.20	4.42
17	0.50	0.60	0.60	0.60	0.70	0.80	0.80	3.10	3.31
18	0.34	0.40	0.40	0.40	0.50	0.60	0.60	2.10	2.20
19	0.18	0.20	0.20	0.20	0.20	0.30	0.30	1.00	1.10
20	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
21	-0.18	-0.20	-0.20	-0.20	-0.20	-0.30	-0.30	-1.10	-1.10
22	-0.38	-0.40	-0.40	-0.50	-0.50	-0.60	-0.60	-2.20	-2.20
23	-0.58	-0.60	-0.70	-0.70	-0.80	-0.90	-0.90	-3.30	-3.29
24	-0.80	-0.90	-0.90	-1.00	-1.00	-1.20	-1.20	-4.20	-4.38
25	-1.03	-1.10	-1.10	-1.20	-1.30	-1.50	-1.50	-5.30	-5.47
26	-1.26	-1.40	-1.40	-1.40	-1.50	-1.80	-1.80	-6.40	-6.56
27	-1.51	-1.70	-1.70	-1.70	-1.80	-2.10	-2.10	-7.50	-7.64
28	-1.76	-2.00	-2.00	-2.00	-2.10	-2.40	-2.40	-8.50	-8.72
29	-2.01	-2.30	-2.30	-2.30	-2.40	-2.80	-2.80	-9.60	-9.80
30	-2.30	-2.50	-2.50	-2.60	-2.80	-3.20	-3.10	-10.60	-10.88
31	-2.58	-2.70	-2.70	-2.90	-3.10	-3.50	-11.60	-11.96
32	-2.86	-3.00	-3.00	-3.20	-3.40	-3.90	-12.60	-13.03
33	-3.04	-3.20	-3.30	-3.50	-3.70	-4.20	-13.70	-14.10
34	-3.47	-3.70	-3.60	-3.80	-4.10	-4.60	-14.80	-15.17
35	-3.78	-4.00	-4.00	-4.10	-4.40	-5.00	-16.00	-16.23
36	-4.10	-4.30	-4.30	-4.40	-4.70	-5.30	-17.00	-17.30

2.3 建立“滴定管体积校正数据库”
对实验室的所有滴定管进行编号，建立唯一标识！并且对所有的滴定管进行校准，校准可以使用重量法，参考《常用玻璃仪器》JJG 196-2006。这里使用滴定管读数最大的允差作为不确定度（也可以使用多次读数评价）。当然，如果实验室不去做滴定管体积校正，输入相应的理论体积即可（如“测试”）。

示范如下：

滴定管编号	0.00	10.00	20.00	30.00	40.00	50.00	滴定管读数不确定度U(95%，k=2)：mL	滴定管级别
2016001	0.000	9.953	20.040	29.981	39.962	49.991	0.05	A级
2016002	0.000	9.969	19.982	30.039	39.996	49.978	0.05	A级
2016003	0.000	9.993	20.032	30.014	40.044	49.999	0.05	A级
2016004	0.000	10.000	20.000	30.000	40.000	50.000	0.00	测试

2.4 建立“万能Excel模板——标准滴定溶液标定记录计算”
有了上述三个表格，设计计算模板。模板中，待输入的原始数据或选项使用了黄色背景，而最后结果使用了黑体加大加粗字体以示区别。同时设定“条件格式”定义逻辑判断。本表格主要使用了如下的Excel函数：VLOOKUP、IF、AVERAGE、SQRT等。当结果不符合规定时，表格能直接通过字体和背景颜色改变来显示。
而最终的不确定度计算参考了GB/T 601-2002、JJF 1059.1-2012、GB/T 11792-1989等标准。
大功告成！
希望对大家有用！

附件：

20160723-标准滴定液标定记录表.xlsx