化学教室活动：利用乐高製作简易光电比色计（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔IV〕？

请按此连结，参阅「化学教室活动：利用乐高製作简易光电比色计〔III〕」

D. 绘製检量线：用MS-Excel绘製检量线

1. 在MS-Excel的一张表单里，在A4及B4储存格中，分别输入「色素浓度S（%）」与「吸光度（A × 100）」。在A5~A11的储存格中，分别输入0、20、40、60、80、100和unknown，并且分别输入表二的数据于B5~B11的储存格中，如图二十五所示。

   图二十五 在MS-Excel中输入实验数据

2. 点选右上方「图表精灵」的图式，在「标準类型」中选择XY散布图后，按「下一步」，如图二十六所示。

图二十六 选择XY散布图

1. 圈选A5~B10範围的储存格后，按「下一步」，如图二十七所示。

   图二十七 圈选作图数据範围的储存格

2. 输入图表中各座标名称后，按下「完成」，如图二十八所示。

   图二十八 输入图表中各座标名称

3. 调整标题于座标图的下方，并且分别连按两次各轴的刻度线，调整合适的刻度数值，完成初步的图形，如图二十九所示。

   图二十九 完成初步图形

4. 在上方选项中，拉下「图表」选单，点选「加上趋势线」。出现「类型」和「选项」后，选择「线性」，如图三十所示。

   图三十 点选「加上趋势线」

5. 选择「选项」，并勾选「显示公式」与「R平方值」，如图三十一所示。

   图三十一 选择「选项」，并勾选「显示公式」

6. 出现检量线的方程式，如图三十二所示。

   图三十二 右上角红框区为检量线的方程式

E. 未知浓度溶液之测定

1. 老师分派给各组未知浓度的待测液，各组的浓度可能相同也可能不相同。
2. 置入约4 mL的待测液在一支比色管中，放置比色管在比色槽中，并盖上槽盖，进行量测NXT反射光百分比（亦即透过度百分比，%），纪录数据于表二。
3. 进入MS-Excel环境，利用先前所做出检量线，透过检量线或其线性方程式，计算此待测溶液之浓度。浓度的计算结果以多少%的「标準液S」表示之。
4. 透过检量线的线性方程式，计算未知浓度溶液浓度：
   (1) 进入MS-Excel环境，利用先前所做出检量线方程式，按照下表于相关储存格输入指令，计算出待测溶液的浓度之量测值，如图三十三所示。
   (2) 手动输入下列储存格：E6储存格输入=INTERCEPT(B5:B10,A5:A10)；E8储存格输入=SLOPE(B5:B10,A5:A10)；F11储存格输入 =(B11-E6)/E8。
   

   图三十二 储存格输入指令得待测溶液浓度

F. 观察纪录

你的实验数据登录于表二，并进行透光度(T)和吸收度(A)的计算。

表二 实验数据纪录表

G. 参考数据实例

本次实验的原始数据以及透过度和吸收度之参考实例，如表三所示。

表三 实验结果的参考数据实例

参考资料

1. 1. Kocanda M.; Wilke,B. M. and Ballantine, D. S. Using LEGO MINDSTORMS NXT? Robotics Kits as a Spectrophotometric instrument International. Jounal on Smart Sensing and intelligent Systems, Vol. 3, No. 3, September 2010, pp. 400-410. (Available at: http://www.s2is.org/Issues/v3/n3/papers/paper6.pdf)
2. Knagge K. and Raftery, D. Construction and Evaluation of a LEGO Spectrophotometer for Student Use, Chem. Educator, 2002, 7, 371-375. (Available at:? http://www.chem.purdue.edu/raftery/grouppubs/760371dr.pdf)
3. Beer–Lambert Law, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Beer-Lambert_law.
4. Irving, D. Building a Visible Light Spectrophotometer, http://gk12.poly.edu/amps-cbri/pdf/visible_light_spectrophotometer.pdf