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1、第一章 仪器分析概论第1页，本讲稿共17页1分析化学的地位分析化学的地位第2页，本讲稿共17页2分析化学的分析化学的眼睛眼睛作用作用分析化学是人们获得分析化学是人们获得物质组成物质组成和和结构信结构信息息的科学，这些信息对于生命科学、材的科学，这些信息对于生命科学、材料科学、环境科学和能源科学来说都是料科学、环境科学和能源科学来说都是必不可少的。因此，分析化学是必不可少的。因此，分析化学是科学技科学技术术的的“眼睛眼睛”，是进行科学研究的基础。，是进行科学研究的基础。人们常将分析化学称为人们常将分析化学称为生产生产的的“眼睛眼睛”，它在社会，工业，农业，国防和科学，它在社会，工业，农业，国防和
2、科学技术现代化进程中起着极其重要的作用。技术现代化进程中起着极其重要的作用。第3页，本讲稿共17页3第第1章章 绪论绪论1-1 1-1 化学分析和仪器分析化学分析和仪器分析1-2 1-2 仪器分析特点仪器分析特点1-3 1-3 仪器分析发展趋势仪器分析发展趋势1-4 1-4 仪器分析内容和分类仪器分析内容和分类1-5 1-5 教学内容和要求教学内容和要求第4页，本讲稿共17页41-1 1-1 化学分析和仪器分析化学分析和仪器分析化学分析化学分析 仪器分析仪器分析 利用化学反应及计量关系来进行利用化学反应及计量关系来进行分析的方法。分析的方法。分析化学的基础分析化学的基础采用比较复杂或特殊的仪器
3、设备，采用比较复杂或特殊的仪器设备，以测量以测量物理或物理化学性质物理或物理化学性质为基础为基础,进进行物质的结构、组成、价态和状态分析行物质的结构、组成、价态和状态分析及表面、微区分析的及表面、微区分析的一类一类方法方法 。分析化学的发展方向分析化学的发展方向第5页，本讲稿共17页5化学分析和仪器分析化学分析和仪器分析化学分析：化学分析：重量分析，重量分析，容量分析（各种滴定分析）容量分析（各种滴定分析）仪器分析：仪器分析：电化学分析，电化学分析，光化学分析，光化学分析，色谱分析，色谱分析，波谱分析波谱分析第6页，本讲稿共17页61-2 仪器分析特点：仪器分析特点：1.1.灵敏度高灵敏度高
4、ppm,ppb,pptppm,ppb,ppt级，级，1010-4-4-10-10-12-12克克2.2.试剂用量少试剂用量少 mgmg级或级或LL（1010-6-6L L）3.3.快速，易于实现自动化和智能化快速，易于实现自动化和智能化。4.4.选择性高，可实现复杂混合物的分离、鉴定、测定结构。选择性高，可实现复杂混合物的分离、鉴定、测定结构。5.5.多数仪器相对误差较大，一般多数仪器相对误差较大，一般5 5，不适于常量和高含量成分分析。，不适于常量和高含量成分分析。6.6.相对分析法，需要标准物质或纯物质对照。相对分析法，需要标准物质或纯物质对照。7.7.需要价格比较昂贵的专用仪器。需要价格
5、比较昂贵的专用仪器。8.8.对推动社会和科技发展有重要意义对推动社会和科技发展有重要意义第7页，本讲稿共17页7推动社会和科技发展推动社会和科技发展在化学学科发展中的作用：在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码分子科学、遗传密码(DNA(DNA测序测序)在化学研究工作中的作用：在化学研究工作中的作用：新物质鉴定新物质鉴定 、结构与性能、形态分析、结构与性能、形态分析在现代工业中的作用：在现代工业中的作用：产品质量控制与自动检测产品质量控制与自动检测分析化学与社会：分析化学与社会：环境、体育、破案、考古、人口和健康改善环境、体育、破案、考古、人口和健康改善 第8页，本讲稿共17页8获诺贝尔奖
6、的仪器分析项目获诺贝尔奖的仪器分析项目(部分部分)获奖年份获奖人项目内容1915W.H.Bragg（英）（英）W.L.Bragg（英）（英）1922F.W.Aston（英）（英）1952F.Bloch（美）（美）E.M.Purcell（美）（美）1952A.J.P.Martin（英）（英）R.J.M.Synge（英）（英）1977R.Yalow（美）（美）1980P.Berg,W.Gilbert1981K.M.Siegbahn（瑞（瑞典）典）1999A.Zewail(美籍埃及人美籍埃及人)化学奖化学奖 应用应用X射线研究晶体结构（物理奖）射线研究晶体结构（物理奖）用质谱法发现同位素并用于定量分
7、用质谱法发现同位素并用于定量分析（化学奖）析（化学奖）发明核磁的测定方法（物理奖）发明核磁的测定方法（物理奖）开创气相分配色谱分析法开创气相分配色谱分析法（化学奖）（化学奖）开创放射免疫分析法（物理医学奖）开创放射免疫分析法（物理医学奖）基因重组基因重组DNA,DNA测序测序发展高分辨率电子光谱学并用于化学分析发展高分辨率电子光谱学并用于化学分析（物理奖）（物理奖）利用激光闪烁研究化学反应利用激光闪烁研究化学反应第9页，本讲稿共17页91-3 1-3 仪器分析发展趋势仪器分析发展趋势分析化学学科分析化学学科分析科学（综合性的边缘科学）分析科学（综合性的边缘科学）分析方法分析方法 高灵敏度（原子
8、级、分子级水平）、高选择性、快高灵敏度（原子级、分子级水平）、高选择性、快速、自动、简便、经济。速、自动、简便、经济。化学传感器化学传感器 发展小型化、仿生化：生物芯片，化学和物理芯片，电发展小型化、仿生化：生物芯片，化学和物理芯片，电子鼻和电子舌子鼻和电子舌联用技术：联用技术：GC-MS,GC-FTIR-MS,GC-MS,GC-FTIR-MS,HPLC-MS,HPLC-ICP-MS HPLC-MS,HPLC-ICP-MS动态分析：动态分析：原位、在体、实时、在线检测；原位、在体、实时、在线检测；无损检测；表面分析无损检测；表面分析第10页，本讲稿共17页10微型微型高效高效自动自动智能智能生
9、命生命第11页，本讲稿共17页11Burns et.al.,Science 282(1998)484芯片实验室(Labs-on-a-chip)第12页，本讲稿共17页121-4 仪器分析内容和分类仪器分析内容和分类（一）光学分析法：（一）光学分析法：光谱法：光谱法：原子发射、吸收原子发射、吸收、荧光、荧光,紫外可见吸收，红外紫外可见吸收，红外,分子荧光、分子荧光、磷光磷光,核磁共振核磁共振,顺磁共振顺磁共振 非光谱法：非光谱法：折射、干涉、旋光、浊度、折射、干涉、旋光、浊度、X X衍射衍射（二）电化学分析法：（二）电化学分析法：电导法、电导法、电位法、电解和库仑法、电位法、电解和库仑法、极谱和
10、伏安分极谱和伏安分析法析法（三）色谱分析法：（三）色谱分析法：气相色谱法，液相色谱法气相色谱法，液相色谱法（四）其他方法：（四）其他方法：质谱法，热分析法：热重、质谱法，热分析法：热重、差热差热第13页，本讲稿共17页13仪器分析方法的构成内容仪器分析方法的构成内容 基本化学原理基本化学原理 1.1.原理原理 分析方法原理分析方法原理 定性分析及依据定性分析及依据 定量分析及依据定量分析及依据2.2.仪器结构仪器结构3.3.分析方法及影响因素分析方法及影响因素4.4.干扰因素及其消除方法干扰因素及其消除方法5.5.实际应用实际应用仪器分析的纲第14页，本讲稿共17页141-5 教学内容和要求教
11、学内容和要求1.1.通过仪器分析课程的学习，掌握和了解有关仪器分析方法的通过仪器分析课程的学习，掌握和了解有关仪器分析方法的基本原理、仪器、适用范基本原理、仪器、适用范 围和局限性等方面的基本知识，初步围和局限性等方面的基本知识，初步具有应用这些方法解决相应分析问题的能力。具有应用这些方法解决相应分析问题的能力。2.2.学习和掌握有关仪器的操作和使用。培养实验动手能力。学习和掌握有关仪器的操作和使用。培养实验动手能力。3.3.教学内容：教学内容：1 1、2 2、3 3、4 4（1 15 5节）、节）、9 9、1010、1111、1414、1515、1616章。章。第15页，本讲稿共17页154
12、.4.参考书参考书：朱明华朱明华仪器分析仪器分析第二版；戴树桂第二版；戴树桂仪器分析仪器分析；赵藻藩赵藻藩仪器分析仪器分析；北大北大仪器分析教程仪器分析教程5.5.注意比较和总结，在总结比较基础上记忆。注意比较和总结，在总结比较基础上记忆。注意找注意找出各种方法之间的区别和联系，出各种方法之间的区别和联系，防止防止“串门串门”和和“张冠张冠李戴李戴”。关键在于对关键在于对原理原理的理解。的理解。6.6.作业按时交，每周交一次。实验第四周开始作业按时交，每周交一次。实验第四周开始,要做预习报告。要做预习报告。7.7.考核方式：分期中考试、期末考试两次进行，均为闭卷考核方式：分期中考试、期末考试两次进行，均为闭卷考试，加上实验成绩，分数权重为考试，加上实验成绩，分数权重为30:40:3030:40:30。第16页，本讲稿共17页16实验预习报告的内容：实验预习报告的内容：原理原理步骤步骤(详细）详细）数据记录表数据记录表注意事项注意事项存在的疑问存在的疑问实验报告的内容实验报告的内容：原理，仪器条件，实验步骤原理，仪器条件，实验步骤，数据记录（包括未知液号码），数数据记录（包括未知液号码），数据处理，思考题据处理，思考题第17页，本讲稿共17页17