现代分析化学.pdf

现代分析化学现代分析化学 中国科学院研究生院中国科学院研究生院 李向军李向军 教学楼教学楼10109 9室室 lixiangj lixiangj 1 1 课程特点与其它课程的关系课程特点与其它课程的关系课程特点与其它课程的关系课程特点与其它课程的关系 2 2 课程目的课程目的课程目的课程目的 第一章第一章第一章第一章概述概述概述概述 一一一一 化学和分析化学化学和分析化学化学和分析化学化学和分析化学 二二二二 现代分析化学现代分析化学现代分析化学现代分析化学 三三三三 分析化学的任务分析化学的任务分析化学的任务分析化学的任务 四四四四 化学分析与仪器分析化学分析与仪器分析化学分析与仪器分析化学分析与仪器分析 五五五五 分析仪器的分类分析仪器的分类分析仪器的分类分析仪器的分类 六六六六 分析化学的发展方向分析化学的发展方向分析化学的发展方向分析化学的发展方向 七七七七 课程主要内容课程主要内容课程主要内容课程主要内容 第一章第一章概述概述 一一 化学和分析化学化学和分析化学 化学的地位化学的地位 分析化学的地位 分析化学的地位 exampleexample 分析与测试分析与测试 二 现代分析化学二 现代分析化学二 现代分析化学二 现代分析化学 1 1 分析化学的历史分析化学的历史分析化学的历史分析化学的历史 分析化学的发展经历了三次巨大的变革分析化学的发展经历了三次巨大的变革分析化学的发展经历了三次巨大的变革分析化学的发展经历了三次巨大的变革 第一次变革发生在第一次变革发生在第一次变革发生在第一次变革发生在2020世纪初世纪初世纪初世纪初 第二次变革发生在第二次世界大战直到第二次变革发生在第二次世界大战直到第二次变革发生在第二次世界大战直到第二次变革发生在第二次世界大战直到2020 世纪初六十年代世纪初六十年代世纪初六十年代世纪初六十年代 当前 分析化学面临着更深刻 更广泛和更当前 分析化学面临着更深刻 更广泛和更当前 分析化学面临着更深刻 更广泛和更当前 分析化学面临着更深刻 更广泛和更 激烈的变革激烈的变革激烈的变革激烈的变革 2 2 现代分析化学现代分析化学现代分析化学现代分析化学 当前分析化学面临的第三次变革要求不仅能确当前分析化学面临的第三次变革要求不仅能确当前分析化学面临的第三次变革要求不仅能确当前分析化学面临的第三次变革要求不仅能确 定分析对象中的元素 基团和含量 而且能回答原子定分析对象中的元素 基团和含量 而且能回答原子定分析对象中的元素 基团和含量 而且能回答原子定分析对象中的元素 基团和含量 而且能回答原子 的价态 分子的结构和聚集态 固体的结晶形态 短的价态 分子的结构和聚集态 固体的结晶形态 短的价态 分子的结构和聚集态 固体的结晶形态 短的价态 分子的结构和聚集态 固体的结晶形态 短 寿命反映中间产物的状态和生命化学物理过程中的激寿命反映中间产物的状态和生命化学物理过程中的激寿命反映中间产物的状态和生命化学物理过程中的激寿命反映中间产物的状态和生命化学物理过程中的激 发态 不仅能提供空间分析的数据 而且可做表面 发态 不仅能提供空间分析的数据 而且可做表面 发态 不仅能提供空间分析的数据 而且可做表面 发态 不仅能提供空间分析的数据 而且可做表面 内层和微区分析 甚至三维空间的扫描分析和实时分内层和微区分析 甚至三维空间的扫描分析和实时分内层和微区分析 甚至三维空间的扫描分析和实时分内层和微区分析 甚至三维空间的扫描分析和实时分 辨数据分析 尽可能快速 准确和全面的提供丰富的辨数据分析 尽可能快速 准确和全面的提供丰富的辨数据分析 尽可能快速 准确和全面的提供丰富的辨数据分析 尽可能快速 准确和全面的提供丰富的 信息和有用的数据 信息和有用的数据 信息和有用的数据 信息和有用的数据 分析化学的飞跃发展使分析化学的定义 基础 分析化学的飞跃发展使分析化学的定义 基础 分析化学的飞跃发展使分析化学的定义 基础 分析化学的飞跃发展使分析化学的定义 基础 原理 方法 仪器及技术都发生了根本的变化 原理 方法 仪器及技术都发生了根本的变化 原理 方法 仪器及技术都发生了根本的变化 原理 方法 仪器及技术都发生了根本的变化 三三三三分析化学的任务分析化学的任务分析化学的任务分析化学的任务 1 1 分析化学要突出方法学的研究 要注重方法的集 分析化学要突出方法学的研究 要注重方法的集 分析化学要突出方法学的研究 要注重方法的集 分析化学要突出方法学的研究 要注重方法的集 成 解决深层次的科学问题 成 解决深层次的科学问题 成 解决深层次的科学问题 成 解决深层次的科学问题 2 2 分析化学的发展要 分析化学的发展要 分析化学的发展要 分析化学的发展要 与国家需求紧密结合 为国家安全和社会经济发展做与国家需求紧密结合 为国家安全和社会经济发展做与国家需求紧密结合 为国家安全和社会经济发展做与国家需求紧密结合 为国家安全和社会经济发展做 出贡献 并做好技术储备 出贡献 并做好技术储备 出贡献 并做好技术储备 出贡献 并做好技术储备 3 3 分析化学要加强和注 分析化学要加强和注 分析化学要加强和注 分析化学要加强和注 重仪器研制工作 不光是指成型仪器的研制 也包括重仪器研制工作 不光是指成型仪器的研制 也包括重仪器研制工作 不光是指成型仪器的研制 也包括重仪器研制工作 不光是指成型仪器的研制 也包括 对现有仪器的改进 性能的提高 仪器配件及元件的对现有仪器的改进 性能的提高 仪器配件及元件的对现有仪器的改进 性能的提高 仪器配件及元件的对现有仪器的改进 性能的提高 仪器配件及元件的 研发等 突破目前国内分析仪器研究平台太差的瓶研发等 突破目前国内分析仪器研究平台太差的瓶研发等 突破目前国内分析仪器研究平台太差的瓶研发等 突破目前国内分析仪器研究平台太差的瓶 颈 颈 颈 颈 4 4 分析化学除了进行高灵敏 高选择的物种分 分析化学除了进行高灵敏 高选择的物种分 分析化学除了进行高灵敏 高选择的物种分 分析化学除了进行高灵敏 高选择的物种分 离和检测外 类间关系离和检测外 类间关系离和检测外 类间关系离和检测外 类间关系 分子间相互作用 信息关联 分子间相互作用 信息关联 分子间相互作用 信息关联 分子间相互作用 信息关联 数量筛选等 及作用机理的研究也应引起重视 数量筛选等 及作用机理的研究也应引起重视 数量筛选等 及作用机理的研究也应引起重视 数量筛选等 及作用机理的研究也应引起重视 5 5 蛋白质组学将为我国分析科学提供难得的发展机会 蛋白质组学将为我国分析科学提供难得的发展机会 蛋白质组学将为我国分析科学提供难得的发展机会 蛋白质组学将为我国分析科学提供难得的发展机会 6 6 注重与生物 信息 材料 环境 人类健康等学 注重与生物 信息 材料 环境 人类健康等学 注重与生物 信息 材料 环境 人类健康等学 注重与生物 信息 材料 环境 人类健康等学 科的交叉与合作 科的交叉与合作 科的交叉与合作 科的交叉与合作 7 7 对传统分析化学技术的新发展 对传统分析化学技术的新发展 对传统分析化学技术的新发展 对传统分析化学技术的新发展 也应给予关注 也应给予关注 也应给予关注 也应给予关注 四 化学分析与仪器分析四 化学分析与仪器分析四 化学分析与仪器分析四 化学分析与仪器分析 在以往的工农业生产各级域中 分析化学中容量分析法和在以往的工农业生产各级域中 分析化学中容量分析法和在以往的工农业生产各级域中 分析化学中容量分析法和在以往的工农业生产各级域中 分析化学中容量分析法和 重量分析法是一种常用的分析检验手段 随着生产与现代科学技重量分析法是一种常用的分析检验手段 随着生产与现代科学技重量分析法是一种常用的分析检验手段 随着生产与现代科学技重量分析法是一种常用的分析检验手段 随着生产与现代科学技 术的发展 分析化学进入以系统论 信息论 控制论及与计算机术的发展 分析化学进入以系统论 信息论 控制论及与计算机术的发展 分析化学进入以系统论 信息论 控制论及与计算机术的发展 分析化学进入以系统论 信息论 控制论及与计算机 技术相结合进行分析检测的新阶段 它的一些主要研究领域是技术相结合进行分析检测的新阶段 它的一些主要研究领域是技术相结合进行分析检测的新阶段 它的一些主要研究领域是技术相结合进行分析检测的新阶段 它的一些主要研究领域是 1 1 在无机元素的分析技术方面 在无机元素的分析技术方面 在无机元素的分析技术方面 在无机元素的分析技术方面 人们主要是根据经典化学分析理论 利用物质的化学组成和人们主要是根据经典化学分析理论 利用物质的化学组成和人们主要是根据经典化学分析理论 利用物质的化学组成和人们主要是根据经典化学分析理论 利用物质的化学组成和 化学性质 通过物理变化及化学反应达到分离鉴定的目的 但检化学性质 通过物理变化及化学反应达到分离鉴定的目的 但检化学性质 通过物理变化及化学反应达到分离鉴定的目的 但检化学性质 通过物理变化及化学反应达到分离鉴定的目的 但检 出灵敏度有限 为了提高方法灵敏度和选择性 人们根据火花光出灵敏度有限 为了提高方法灵敏度和选择性 人们根据火花光出灵敏度有限 为了提高方法灵敏度和选择性 人们根据火花光出灵敏度有限 为了提高方法灵敏度和选择性 人们根据火花光 源原理 发展了火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光源原理 发展了火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光源原理 发展了火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光源原理 发展了火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光 度计 等离子发射光谱仪 度计 等离子发射光谱仪 度计 等离子发射光谱仪 度计 等离子发射光谱仪 x x衍射仪等 利用中子 光子活化分衍射仪等 利用中子 光子活化分衍射仪等 利用中子 光子活化分衍射仪等 利用中子 光子活化分 析原理 发展了中子活化仪 同位素示踪仪 同位素闪烁仪析原理 发展了中子活化仪 同位素示踪仪 同位素闪烁仪析原理 发展了中子活化仪 同位素示踪仪 同位素闪烁仪析原理 发展了中子活化仪 同位素示踪仪 同位素闪烁仪 等 仪器分析技术的发展 也带动了同位素技术的发展 等 仪器分析技术的发展 也带动了同位素技术的发展 等 仪器分析技术的发展 也带动了同位素技术的发展 等 仪器分析技术的发展 也带动了同位素技术的发展 2 2 在化合物分析技术方面 常量范围内主要以重量在化合物分析技术方面 常量范围内主要以重量在化合物分析技术方面 常量范围内主要以重量在化合物分析技术方面 常量范围内主要以重量 法 容量法为主要分析手段 但特异性有限 操作方法 容量法为主要分析手段 但特异性有限 操作方法 容量法为主要分析手段 但特异性有限 操作方法 容量法为主要分析手段 但特异性有限 操作方 法繁杂 随着比色技术的发展 人们最初利用比色计法繁杂 随着比色技术的发展 人们最初利用比色计法繁杂 随着比色技术的发展 人们最初利用比色计法繁杂 随着比色技术的发展 人们最初利用比色计 可进行痕量范围阴离子测定 现已发展到利用可见紫可进行痕量范围阴离子测定 现已发展到利用可见紫可进行痕量范围阴离子测定 现已发展到利用可见紫可进行痕量范围阴离子测定 现已发展到利用可见紫 外分光光度计 极谱仪 离子色谱仪分析内容更多的外分光光度计 极谱仪 离子色谱仪分析内容更多的外分光光度计 极谱仪 离子色谱仪分析内容更多的外分光光度计 极谱仪 离子色谱仪分析内容更多的 阴离子化合物 使分析技术更加快速 灵敏 准确和阴离子化合物 使分析技术更加快速 灵敏 准确和阴离子化合物 使分析技术更加快速 灵敏 准确和阴离子化合物 使分析技术更加快速 灵敏 准确和 实用 实用 实用 实用 3 3 在痕量有机化学分析技术方面 随着生物技术 在痕量有机化学分析技术方面 随着生物技术 在痕量有机化学分析技术方面 随着生物技术 在痕量有机化学分析技术方面 随着生物技术 食品分析 药物检验等领域的发展 根据分析理论在食品分析 药物检验等领域的发展 根据分析理论在食品分析 药物检验等领域的发展 根据分析理论在食品分析 药物检验等领域的发展 根据分析理论在 样品处理技术方面 仅靠萃取 浓缩 沉淀等分离方样品处理技术方面 仅靠萃取 浓缩 沉淀等分离方样品处理技术方面 仅靠萃取 浓缩 沉淀等分离方样品处理技术方面 仅靠萃取 浓缩 沉淀等分离方 法还不够 将上述分离技术与薄层色谱仪 气相色谱法还不够 将上述分离技术与薄层色谱仪 气相色谱法还不够 将上述分离技术与薄层色谱仪 气相色谱法还不够 将上述分离技术与薄层色谱仪 气相色谱 仪 液相色谱仪及相关仪器相结合 拓宽了这一领域仪 液相色谱仪及相关仪器相结合 拓宽了这一领域仪 液相色谱仪及相关仪器相结合 拓宽了这一领域仪 液相色谱仪及相关仪器相结合 拓宽了这一领域 的实用范围 的实用范围 的实用范围 的实用范围 4 4 在微观和表面分析技术方面 随着显微技术的发 在微观和表面分析技术方面 随着显微技术的发 展 人们不仅要了解物质表面现象 还要对物质内部展 人们不仅要了解物质表面现象 还要对物质内部 的组成有更深刻地认识 它是通过某种持定信息手的组成有更深刻地认识 它是通过某种持定信息手 段 如图片 图像 三维成像等反映出来 并对某种段 如图片 图像 三维成像等反映出来 并对某种 化学结构组成进行定性 定量分析 目前通过电子显化学结构组成进行定性 定量分析 目前通过电子显 微镜 电子探针 电子能谱 共聚焦激光显微镜等分微镜 电子探针 电子能谱 共聚焦激光显微镜等分 析技术使这一领域的研究上升到一个新的阶段 析技术使这一领域的研究上升到一个新的阶段 仪器分析作为一门特殊学科脱颖而出 已经成为仪器分析作为一门特殊学科脱颖而出 已经成为 分析化学的主要组成部分 分析化学的主要组成部分 仪器分析是研究有关物质分析的理论与技术的一仪器分析是研究有关物质分析的理论与技术的一 门科学 它与化学分析同属分析化学范畴 门科学 它与化学分析同属分析化学范畴 分析仪器已成为分析化学研究和创新的重要内容 分析仪器已成为分析化学研究和创新的重要内容 与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者 19911991 发展付立叶变换核磁共振波谱发展付立叶变换核磁共振波谱发展付立叶变换核磁共振波谱发展付立叶变换核磁共振波谱Richard R ERichard R E 20022002 生物大分子的质谱分析和核磁分析 化学 生物大分子的质谱分析和核磁分析 化学 生物大分子的质谱分析和核磁分析 化学 生物大分子的质谱分析和核磁分析 化学 田中耕一田中耕一 田中耕一田中耕一 等等等等 19861986 发明隧道扫描显微镜 物理奖 发明隧道扫描显微镜 物理奖 发明隧道扫描显微镜 物理奖 发明隧道扫描显微镜 物理奖 Binnig G Binnig G 19811981 发展高分辨率光谱学并用与化学分析发展高分辨率光谱学并用与化学分析发展高分辨率光谱学并用与化学分析发展高分辨率光谱学并用与化学分析 物理奖物理奖物理奖物理奖 Siegbahn K MSiegbahn K M 19771977开创放射免疫分析法 生物医学奖 开创放射免疫分析法 生物医学奖 开创放射免疫分析法 生物医学奖 开创放射免疫分析法 生物医学奖 Yalow RYalow R 19591959开创极谱分析法 化学 开创极谱分析法 化学 开创极谱分析法 化学 开创极谱分析法 化学 Heyrovsky JHeyrovsky J 19521952开创气相分配色谱分析法 化学 开创气相分配色谱分析法 化学 开创气相分配色谱分析法 化学 开创气相分配色谱分析法 化学 Martin A J PMartin A J P 19521952发明核磁的测定方法 物理 发明核磁的测定方法 物理 发明核磁的测定方法 物理 发明核磁的测定方法 物理 Bloch F Bloch F 等等等等 19481948 成功将人血清中的蛋白质分为成功将人血清中的蛋白质分为成功将人血清中的蛋白质分为成功将人血清中的蛋白质分为5 5个组分 化学 个组分 化学 个组分 化学 个组分 化学 Tiselius ATiselius A 19231923开创有机物质的微量分析法 化学 开创有机物质的微量分析法 化学 开创有机物质的微量分析法 化学 开创有机物质的微量分析法 化学 Pregl FPregl F 19221922 用质谱法发现同位素并用与定量分析 化学奖 用质谱法发现同位素并用与定量分析 化学奖 用质谱法发现同位素并用与定量分析 化学奖 用质谱法发现同位素并用与定量分析 化学奖 Aston F W Aston F W 19151915应用应用应用应用X X射线研究晶体结构 物理奖 射线研究晶体结构 物理奖 射线研究晶体结构 物理奖 射线研究晶体结构 物理奖 Bragg W H Bragg W H 年代年代年代年代项目内容项目内容项目内容项目内容获奖人获奖人获奖人获奖人 五 分析仪器的分类五 分析仪器的分类五 分析仪器的分类五 分析仪器的分类 现代分析仪器的种类十分庞杂 应用及原理都现代分析仪器的种类十分庞杂 应用及原理都现代分析仪器的种类十分庞杂 应用及原理都现代分析仪器的种类十分庞杂 应用及原理都 不近相同 为了方便区分现有仪器类别 根据仪器的不近相同 为了方便区分现有仪器类别 根据仪器的不近相同 为了方便区分现有仪器类别 根据仪器的不近相同 为了方便区分现有仪器类别 根据仪器的 工作原理以及应用范围 可将分析仪器分为以下几类 工作原理以及应用范围 可将分析仪器分为以下几类 工作原理以及应用范围 可将分析仪器分为以下几类 工作原理以及应用范围 可将分析仪器分为以下几类 1 1 电化学分析仪器 根据氧化还原电极电位鉴别样 电化学分析仪器 根据氧化还原电极电位鉴别样 电化学分析仪器 根据氧化还原电极电位鉴别样 电化学分析仪器 根据氧化还原电极电位鉴别样 品的阴 阳离子的形态含量和活度 品的阴 阳离子的形态含量和活度 品的阴 阳离子的形态含量和活度 品的阴 阳离子的形态含量和活度 2 2 热学分析仪器 根据热力学平衡原理 测定物质 热学分析仪器 根据热力学平衡原理 测定物质 热学分析仪器 根据热力学平衡原理 测定物质 热学分析仪器 根据热力学平衡原理 测定物质 热交换量 热交换量 热交换量 热交换量 3 3 磁学式分析仪器 利用原子核在磁场作用下产生 磁学式分析仪器 利用原子核在磁场作用下产生 磁学式分析仪器 利用原子核在磁场作用下产生 磁学式分析仪器 利用原子核在磁场作用下产生 共振吸收定性 定量鉴定物质的结构组成 共振吸收定性 定量鉴定物质的结构组成 共振吸收定性 定量鉴定物质的结构组成 共振吸收定性 定量鉴定物质的结构组成 4 4 光学式分析仪器 利用物质对光吸收的选择性和 光学式分析仪器 利用物质对光吸收的选择性和 光学式分析仪器 利用物质对光吸收的选择性和 光学式分析仪器 利用物质对光吸收的选择性和 发射光的特殊性分析物质的结构及组成 发射光的特殊性分析物质的结构及组成 发射光的特殊性分析物质的结构及组成 发射光的特殊性分析物质的结构及组成 5 5 射线式分析仪器 根据 射线式分析仪器 根据 射线式分析仪器 根据 射线式分析仪器 根据x x射线穿透性的原理 测定射线穿透性的原理 测定射线穿透性的原理 测定射线穿透性的原理 测定 物质的结构及组成 物质的结构及组成 物质的结构及组成 物质的结构及组成 6 6 色谱类分析仪器 利用各物质组分在流动相和固定色谱类分析仪器 利用各物质组分在流动相和固定色谱类分析仪器 利用各物质组分在流动相和固定色谱类分析仪器 利用各物质组分在流动相和固定 相之间交换 分配 吸附等作用的差异 达到分离鉴相之间交换 分配 吸附等作用的差异 达到分离鉴相之间交换 分配 吸附等作用的差异 达到分离鉴相之间交换 分配 吸附等作用的差异 达到分离鉴 定的目的 定的目的 定的目的 定的目的 7 7 电子光学和离子光学式分析仪器 在特定的物理 电子光学和离子光学式分析仪器 在特定的物理 电子光学和离子光学式分析仪器 在特定的物理 电子光学和离子光学式分析仪器 在特定的物理 环境中通过对被电离物质荷质比的分离 来鉴定物质环境中通过对被电离物质荷质比的分离 来鉴定物质环境中通过对被电离物质荷质比的分离 来鉴定物质环境中通过对被电离物质荷质比的分离 来鉴定物质 的结构组成 的结构组成 的结构组成 的结构组成 8 8 物性测定仪器 根据物理特性及方法 检测物质 物性测定仪器 根据物理特性及方法 检测物质 物性测定仪器 根据物理特性及方法 检测物质 物性测定仪器 根据物理特性及方法 检测物质 的组成和性质 的组成和性质 的组成和性质 的组成和性质 9 9 其它专用型和多用型仪器 利用化学测定方法 其它专用型和多用型仪器 利用化学测定方法 其它专用型和多用型仪器 利用化学测定方法 其它专用型和多用型仪器 利用化学测定方法 通过仪器完成各阶段的测定步骤 通过仪器完成各阶段的测定步骤 通过仪器完成各阶段的测定步骤 通过仪器完成各阶段的测定步骤 按照应用对象分类按照应用对象分类按照应用对象分类按照应用对象分类 表表表表1 1 可以鉴定原子的方法可以鉴定原子的方法可以鉴定原子的方法可以鉴定原子的方法 分析矿物 金属和合金分析矿物 金属和合金分析矿物 金属和合金分析矿物 金属和合金 元素精确定量 金属元素痕量分析元素精确定量 金属元素痕量分析元素精确定量 金属元素痕量分析元素精确定量 金属元素痕量分析 特别适用于稀土元素特别适用于稀土元素特别适用于稀土元素特别适用于稀土元素 精确定量 痕量和超痕量分析金属精确定量 痕量和超痕量分析金属精确定量 痕量和超痕量分析金属精确定量 痕量和超痕量分析金属 元素和大多数元素的同位素元素和大多数元素的同位素元素和大多数元素的同位素元素和大多数元素的同位素 可氧化还原的物质 包括金属离子可氧化还原的物质 包括金属离子可氧化还原的物质 包括金属离子可氧化还原的物质 包括金属离子 和有机物质和有机物质和有机物质和有机物质 同位素分析 多元素同时测定 痕同位素分析 多元素同时测定 痕同位素分析 多元素同时测定 痕同位素分析 多元素同时测定 痕 量元素分析量元素分析量元素分析量元素分析 原子发射光谱原子发射光谱原子发射光谱原子发射光谱 原子吸收光谱原子吸收光谱原子吸收光谱原子吸收光谱 X X光荧光光谱光荧光光谱光荧光光谱光荧光光谱 中子活化分析中子活化分析中子活化分析中子活化分析 电化学分析电化学分析电化学分析电化学分析 电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱 主要应用主要应用主要应用主要应用方法方法方法方法 表表表表2 2 可以鉴定分子的分析方法可以鉴定分子的分析方法可以鉴定分子的分析方法可以鉴定分子的分析方法 研究物质的物理性质随温度变化的而产生的信息 广泛应用于研 究无机材料 金属和有机化合物 表征高聚物性能变化 测定生 物材料和药物的稳定性 热分析法 对映体研究园二色谱 鉴定晶体结构 研究物质的物理性质随温度变化的而产生的信息 广泛应用于研 究无机材料 金属和有机化合物 表征高聚物性能变化 测定生 物材料和药物的稳定性 热分析法 对映体研究园二色谱 鉴定晶体结构X光衍射法 有机自由基测定 电子结合信息 还可研究聚合物顺磁共振波谱 结构测定和鉴定有机化合物 能提供分子构像和构型信息 能测 定原子数 核磁共振波谱 能给出元素 包括同位素 和化合物的分子量和分子结构信息 鉴定有机化合物及无机化合物 质谱 可测水溶液 可提供与红外光谱不同的功能信息拉曼光谱 在长波段范围测定各种元素分子 能鉴定功能团和提供指纹峰 可与已知标准谱图对比 红外光谱 光衍射法 有机自由基测定 电子结合信息 还可研究聚合物顺磁共振波谱 结构测定和鉴定有机化合物 能提供分子构像和构型信息 能测 定原子数 核磁共振波谱 能给出元素 包括同位素 和化合物的分子量和分子结构信息 鉴定有机化合物及无机化合物 质谱 可测水溶液 可提供与红外光谱不同的功能信息拉曼光谱 在长波段范围测定各种元素分子 能鉴定功能团和提供指纹峰 可与已知标准谱图对比 红外光谱 芳香族和其他含有双键的有机化合物 如丙酮 苯等有机 化合物 自由基和生物物质 紫外可见分光光 度法 芳香族和其他含有双键的有机化合物 如丙酮 苯等有机 化合物 自由基和生物物质 紫外可见分光光 度法 主要应用主要应用主要应用主要应用方法方法方法方法 表表表表3 3 分离分析方法分离分析方法分离分析方法分离分析方法 分离无机和有机离子 中性化合物 氨基酸 肽 蛋白质 分离无机和有机离子 中性化合物 氨基酸 肽 蛋白质 分离无机和有机离子 中性化合物 氨基酸 肽 蛋白质 分离无机和有机离子 中性化合物 氨基酸 肽 蛋白质 低聚糖核苷酸 低聚糖核苷酸 低聚糖核苷酸 低聚糖核苷酸 DNADNA 毛细管电泳毛细管电泳毛细管电泳毛细管电泳 适宜于分离极性有机化合物 高速经济适宜于分离极性有机化合物 高速经济适宜于分离极性有机化合物 高速经济适宜于分离极性有机化合物 高速经济逆流色谱逆流色谱逆流色谱逆流色谱 分离生化和植化样品 制备少量样品分离生化和植化样品 制备少量样品分离生化和植化样品 制备少量样品分离生化和植化样品 制备少量样品薄层色谱薄层色谱薄层色谱薄层色谱 根据分子量大小分离高聚物根据分子量大小分离高聚物根据分子量大小分离高聚物根据分子量大小分离高聚物排阻和筛析色谱排阻和筛析色谱排阻和筛析色谱排阻和筛析色谱 可分离重于其相色谱能分离的样品 柱温可比汽相色谱可分离重于其相色谱能分离的样品 柱温可比汽相色谱可分离重于其相色谱能分离的样品 柱温可比汽相色谱可分离重于其相色谱能分离的样品 柱温可比汽相色谱 低 分离速度和效率以及定性选择性比液相色谱优越低 分离速度和效率以及定性选择性比液相色谱优越低 分离速度和效率以及定性选择性比液相色谱优越低 分离速度和效率以及定性选择性比液相色谱优越 超临界流体色谱超临界流体色谱超临界流体色谱超临界流体色谱 分离不太挥发 热不稳定的的物质分离不太挥发 热不稳定的的物质分离不太挥发 热不稳定的的物质分离不太挥发 热不稳定的的物质液相色谱液相色谱液相色谱液相色谱 适用于分析复杂组分的挥发性有机化合物 同分异构体和适用于分析复杂组分的挥发性有机化合物 同分异构体和适用于分析复杂组分的挥发性有机化合物 同分异构体和适用于分析复杂组分的挥发性有机化合物 同分异构体和 旋光异构体以及痕量组成旋光异构体以及痕量组成旋光异构体以及痕量组成旋光异构体以及痕量组成 气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱 主要应用主要应用主要应用主要应用方法方法方法方法 表面及微区分析方法等表面及微区分析方法等 六 分析化学的发展方向六 分析化学的发展方向 第二次世界大战以来分析科学技术进步的变化第二次世界大战以来分析科学技术进步的变化 常规水质检测中检出限随时代的变化常规水质检测中检出限随时代的变化 分析化学的未来需求分析化学的未来需求 更高的灵敏度和选择性更高的灵敏度和选择性 更具创新性的分析方法联用更具创新性的分析方法联用 高级三维 微量 纳米和亚表面分析高级三维 微量 纳米和亚表面分析 对测量科学的更深入的理解对测量科学的更深入的理解 在更苛刻的原位条件下进行分析的能力在更苛刻的原位条件下进行分析的能力 直接探测分子 过渡态和反应动力学的直接探测分子 过渡态和反应动力学的 能量分布能量分布 用专家系统解释原始分析数据用专家系统解释原始分析数据 不仅要解决静态物质的成份问题 而且要解决瞬时不仅要解决静态物质的成份问题 而且要解决瞬时不仅要解决静态物质的成份问题 而且要解决瞬时不仅要解决静态物质的成份问题 而且要解决瞬时 变化的暂态分析 不仅要解决整体的总量分析 而且要变化的暂态分析 不仅要解决整体的总量分析 而且要变化的暂态分析 不仅要解决整体的总量分析 而且要变化的暂态分析 不仅要解决整体的总量分析 而且要 解决微区 薄层 表面分析以及元素存在的价态 状态解决微区 薄层 表面分析以及元素存在的价态 状态解决微区 薄层 表面分析以及元素存在的价态 状态解决微区 薄层 表面分析以及元素存在的价态 状态 和形态分析 不仅要解决量的问题 而且要解决结构问和形态分析 不仅要解决量的问题 而且要解决结构问和形态分析 不仅要解决量的问题 而且要解决结构问和形态分析 不仅要解决量的问题 而且要解决结构问 题 已从过去的单纯数据提供者 上升为解决问题的参题 已从过去的单纯数据提供者 上升为解决问题的参题 已从过去的单纯数据提供者 上升为解决问题的参题 已从过去的单纯数据提供者 上升为解决问题的参 予者 已发展成为一门多学科性的综合科学 予者 已发展成为一门多学科性的综合科学 予者 已发展成为一门多学科性的综合科学 予者 已发展成为一门多学科性的综合科学 主要的发展方向主要的发展方向主要的发展方向主要的发展方向 1 1 更高的灵敏度 更高的灵敏度 更高的灵敏度 更高的灵敏度 更低的检测限更低的检测限更低的检测限更低的检测限 2 2 更好的选择性 更好的选择性 更好的选择性 更好的选择性 更少的基体干扰更少的基体干扰更少的基体干扰更少的基体干扰 3 3 更高的准确度 更高的准确度 更高的准确度 更高的准确度 更好的精密度更好的精密度更好的精密度更好的精密度 4 4 更快的分析速度 更快的分析速度 更快的分析速度 更快的分析速度 5 5 更高的自动化程度 更高的自动化程度 更高的自动化程度 更高的自动化程度 6 6 更完善的多元素同时分析检测能力 更完善的多元素同时分析检测能力 更完善的多元素同时分析检测能力 更完善的多元素同时分析检测能力 7 7 更完善可信的形态分析 更完善可信的形态分析 更完善可信的形态分析 更完善可信的形态分析 8 8 更小的样品量要求并且实现微损和无损分析 更小的样品量要求并且实现微损和无损分析 更小的样品量要求并且实现微损和无损分析 更小的样品量要求并且实现微损和无损分析 9 9 原位 原位 原位 原位 in sitein site 活体活体活体活体 in vivo in vivo 实时实时实时实时 real real time time 分析分析分析分析 1010 更大的应用范围 如遥感 极端和特殊环境的 更大的应用范围 如遥感 极端和特殊环境的 更大的应用范围 如遥感 极端和特殊环境的 更大的应用范围 如遥感 极端和特殊环境的 分析分析分析分析 1111 高分辨成像 高分辨成像 高分辨成像 高分辨成像 分析化学的一些未来发展途径分析化学的一些未来发展途径 自动化和机器人自动化和机器人 仪器网络仪器网络 真正的智能化仪器真正的智能化仪器 更复杂的数据压缩更复杂的数据压缩 在线传感器和微型化系统在线传感器和微型化系统 高级遥感高级遥感 分析科学分析科学 七七七七 分析化学的主要内容分析化学的主要内容分析化学的主要内容分析化学的主要内容 可以参考几部主要的分析化学丛书可以参考几部主要的分析化学丛书可以参考几部主要的分析化学丛书可以参考几部主要的分析化学丛书 1313位院位院位院位院 士 士 士 士 2020多位学多位学多位学多位学 科带头人撰稿 科带头人撰稿 科带头人撰稿 科带头人撰稿 阐述了分析化学阐述了分析化学阐述了分析化学阐述了分析化学 发展的总趋势 发展的总趋势 发展的总趋势 发展的总趋势 着重在分支学科着重在分支学科着重在分支学科着重在分支学科 的层次上讨论了的层次上讨论了的层次上讨论了的层次上讨论了 2121世纪分析化世纪分析化世纪分析化世纪分析化 学的发展趋势 学的发展趋势 学的发展趋势 学的发展趋势 体现了前沿性 体现了前沿性 体现了前沿性 体现了前沿性 先进性 创见性先进性 创见性先进性 创见性先进性 创见性 和代表性 和代表性 和代表性 和代表性 对现代分析化学所面临的任务和挑战作了对现代分析化学所面临的任务和挑战作了对现代分析化学所面临的任务和挑战作了对现代分析化学所面临的任务和挑战作了 介绍 认为现代分析化学的目标是用尽量少的介绍 认为现代分析化学的目标是用尽量少的介绍 认为现代分析化学的目标是用尽量少的介绍 认为现代分析化学的目标是用尽量少的 消耗 短的分析时间 而获得更多更有效的化消耗 短的分析时间 而获得更多更有效的化消耗 短的分析时间 而获得更多更有效的化消耗 短的分析时间 而获得更多更有效的化 学信息 分析化学的发展方向是高灵敏度 达学信息 分析化学的发展方向是高灵敏度 达学信息 分析化学的发展方向是高灵敏度 达学信息 分析化学的发展方向是高灵敏度 达 原子级 分子级水平 高选择性 复杂体原子级 分子级水平 高选择性 复杂体原子级 分子级水平 高选择性 复杂体原子级 分子级水平 高选择性 复杂体 系 快速 自动 简便 经济 分析仪器自系 快速 自动 简便 经济 分析仪器自系 快速 自动 简便 经济 分析仪器自系 快速 自动 简便 经济 分析仪器自 动化 数字化和计算机化并向智能化 信息化动化 数字化和计算机化并向智能化 信息化动化 数字化和计算机化并向智能化 信息化动化 数字化和计算机化并向智能化 信息化 纵深发展 因此 应发展新的分析原理并研究纵深发展 因此 应发展新的分析原理并研究纵深发展 因此 应发展新的分析原理并研究纵深发展 因此 应发展新的分析原理并研究 建立有效而实用的原位 建立有效而实用的原位 建立有效而实用的原位 建立有效而实用的原位 in sitein site 实时实时实时实时 real timereal time 在体 在体 在体 在体 in vivoin vivo 在线在线在线在线 on line on line 的新型动态分析检测和无损探测方的新型动态分析检测和无损探测方的新型动态分析检测和无损探测方的新型动态分析检测和无损探测方 法和多元多参数的检测监视方法 法和多元多参数的检测监视方法 法和多元多参数的检测监视方法 法和多元多参数的检测监视方法 分为分为分为分为2828章 章 章 章 第一章第一章第一章第一章 分析化学已发展到分析科学阶段 高鸿 分析化学已发展到分析科学阶段 高鸿 分析化学已发展到分析科学阶段 高鸿 分析化学已发展到分析科学阶段 高鸿 第二章第二章第二章第二章 2121世纪分析化学展望 汪尔康 世纪分析化学展望 汪尔康 世纪分析化学展望 汪尔康 世纪分析化学展望 汪尔康 第三章第三章第三章第三章 分析化学的信息化与化学计量学的发展 俞汝勤 分析化学的信息化与化学计量学的发展 俞汝勤 分析化学的信息化与化学计量学的发展 俞汝勤 分析化学的信息化与化学计量学的发展 俞汝勤 第四章第四章第四章第四章 展望展望展望展望2121世纪的分析化学 黄本立 世纪的分析化学 黄本立 世纪的分析化学 黄本立 世纪的分析化学 黄本立 第五章第五章第五章第五章 原子光谱分析法的最新进展和发展趋势 张寒琦 原子光谱分析法的最新进展和发展趋势 张寒琦 原子光谱分析法的最新进展和发展趋势 张寒琦 原子光谱分析法的最新进展和发展趋势 张寒琦 金钦汉 金钦汉 金钦汉 金钦汉 第六章第六章第六章第六章近代电分析化学的发展 董绍俊 近代电分析化学的发展 董绍俊 近代电分析化学的发展 董绍俊 近代电分析化学的发展 董绍俊 第七章第七章第七章第七章面临新世纪的流动分析 方肇伦 面临新世纪的流动分析 方肇伦 面临新世纪的流动分析 方肇伦 面临新世纪的流动分析 方肇伦 第八章第八章第八章第八章激光分析 胡继明 激光分析 胡继明 激光分析 胡继明 激光分析 胡继明 第九章第九章第九章第九章现代近红外光谱分析 陆婉珍 现代近红外光谱分析 陆婉珍 现代近红外光谱分析 陆婉珍 现代近红外光谱分析 陆婉珍 第十章第十章第十章第十章 紫外紫外紫外紫外 可见分光光度分析的现状和展望 王保宁 可见分光光度分析的现状和展望 王保宁 可见分光光度分析的现状和展望 王保宁 可见分光光度分析的现状和展望 王保宁 第十一章第十一章第十一章第十一章毛细管电泳展望 罗国安 王义明 毛细管电泳展望 罗国安 王义明 毛细管电泳展望 罗国安 王义明 毛细管电泳展望 罗国安 王义明 第十二章第十二章第十二章第十二章生物质谱 陈耀祖 生物质谱 陈耀祖 生物质谱 陈耀祖 生物质谱 陈耀祖 第十三章第十三章第十三章第十三章复杂样品的分离分析 卢佩章 复杂样品的分离分析 卢佩章 复杂样品的分离分析 卢佩章 复杂样品的分离分析 卢佩章 第十四章第十四章第十四章第十四章 人类基因组和脱氧核糖核酸序列分析 程介克 人类基因组和脱氧核糖核酸序列分析 程介克 人类基因组和脱氧核糖核酸序列分析 程介克 人类基因组和脱氧核糖核酸序列分析 程介克 第十五章第十五章第十五章第十五章生命科学与电分析化学 高小霞 生命科学与电分析化学 高小霞 生命科学与电分析化学 高小霞 生命科学与电分析化学 高小霞 第十六章第十六章第十六章第十六章超分子电分析化学 陈洪渊 超分子电分析化学 陈洪渊 超分子电分析化学 陈洪渊 超分子电分析化学 陈洪渊 第十七章第十七章第十七章第十七章细胞生物电化学分析研究进展 慈云祥 细胞生物电化学分析研究进展 慈云祥 细胞生物电化学分析研究进展 慈云祥 细胞生物电化学分析研究进展 慈云祥 第十八章第十八章第十八章第十八章生物传感器 邓家祺 生物传感器 邓家祺 生物传感器 邓家祺 生物传感器 邓家祺 第十九章第十九章第十九章第十九章光导纤维生物传感器 章竹君 光导纤维生物传感器 章竹君 光导纤维生物传感器 章竹君 光导纤维生物传感器 章竹君 第二十章第二十章第二十章第二十章压电化学与生物传感 姚守拙 压电化学与生物传感 姚守拙 压电化学与生物传感 姚守拙 压电化学与生物传感 姚守拙 第二十一章第二十一章第二十一章第二十一章生物传感器在军事医学中的应用 许丹生物传感器在军事医学中的应用 许丹生物传感器在军事医学中的应用 许丹生物传感器在军事医学中的应用 许丹 科 马立人 科 马立人 科 马立人 科 马立人 第二十二章第二十二章第二十二章第二十二章小分子发光免疫分析及其进展 常文小分子发光免疫分析及其进展 常文小分子发光免疫分析及其进展 常文小分子发光免疫分析及其进展 常文 保 李元保 李元保 李元保 李元 宗 宗 宗 宗 第二十三章第二十三章第二十三章第二十三章生物分析化学中新试剂的进展与展望生物分析化学中新试剂的进展与展望生物分析化学中新试剂的进展与展望生物分析化学中新试剂的进展与展望 郭忠先 沈含熙 郭忠先 沈含熙 郭忠先 沈含熙 郭忠先 沈含熙 第二十四章第二十四章第二十四章第二十四章药物分析 周同惠 药物分析 周同惠 药物分析 周同惠 药物分析 周同惠 第二十五章第二十五章第二十五章第二十五章环境分析化学发展趋势 庞淑薇 徐环境分析化学发展趋势 庞淑薇 徐环境分析化学发展趋势 庞淑薇 徐环境分析化学发展趋势 庞淑薇 徐 晓白 晓白 晓白 晓白 第二十六章第二十六章第二十六章第二十六章熔融金属成分直接分析现状及展望熔融金属成分直接分析现状及展望熔融金属成分直接分析现状及展望熔融金属成分直接分析现状及展望 王海舟 王海舟 王海舟 王海舟 第二十七章第二十七章第二十七章第二十七章环糊精及其衍生物作为分析增效试剂环糊精及其衍生物作为分析增效试剂环糊精及其衍生物作为分析增效试剂环糊精及其衍生物作为分析增效试剂 的发展 戚文彬 的发展 戚文彬 的发展 戚文彬 的发展 戚文彬 第二十八章第二十八章第二十八章第二十八章国家自然科学基金委员会分析化学学国家自然科学基金委员会分析化学学国家自然科学基金委员会分析化学学国家自然科学基金委员会分析化学学 科科科科 九五九五九五九五 资助情况及资助情况及资助情况及资助情况及 十五十五十五十五 优先资助领域 金龙优先资助领域 金龙优先资助领域 金龙优先资助领域 金龙 珠 珠 珠 珠 欧洲化学联合会组 织 欧洲化学联合会组 织14个国家 个国家 31位 分析化学家编写 位 分析化学家编写 今日分析化学是发 展和应用各种方法 仪器和策略以获得 有关物质在空间和 时间方面组成和性 质的信息的一门学 科 全书内容主要分为 四大部分 今日分析化学是发 展和应用各种方法 仪器和策略以获得 有关物质在空间和 时间方面组成和性 质的信息的一门学 科 全书内容主要分为 四大部分 第一部分第一部分第一部分第一部分 化学分析 化学分析 化学分析 化学分析 一 一 一 一 化学分析的基本原理化学分析的基本原理化学分析的基本原理化学分析的基本原理 1 1 1 1 均相体系中的平衡均相体系中的平衡均相体系中的平衡均相体系中的平衡 1 2 1 2 酸碱平衡酸碱平衡酸碱平衡酸碱平衡 1 3 1 3 络合物的形成络合物的形成络合物的形成络合物的形成 1 4 1 4 氧化还原体系氧化还原体系氧化还原体系氧化还原体系 1 5 1 5 非均相平衡非均相平衡非均相平衡非均相平衡 二 色谱法二 色谱法二 色谱法二 色谱法 三 动力学与催化三 动力学与催化三 动力学与催化三 动力学与催化 四 化学分析的方法及其应用四 化学分析的方法及其应用四 化学分析的方法及其应用四 化学分析的方法及其应用 滴定分析 重量分析 电分析 流动注射分析 热分析 滴定分析 重量分析 电分析 流动注射分析 热分析 滴定分析 重量分析 电分析 流动注射分析 热分析 滴定分析 重量分析 电分析 流动注射分析 热分析 元素有机分析 化学传感器 生物传感器 免疫分析 元素有机分析 化学传感器 生物传感器 免疫分析 元素有机分析 化学传感器 生物传感器 免疫分析 元素有机分析 化学传感器 生物传感器 免疫分析 第二部分第二部分第二部分第二部分 物理分析物理分析物理分析物理分析 一 元素分析一 元素分析一 元素分析一 元素分析 二 化合物和分子特效分析二 化合物和分子特效分析二 化合物和分子特效分析二 化合物和分子特效分析 三 微束流和表面分析三 微束流和表面分析三 微束流和表面分析三 微束流和表面分析 四 结构分析四 结构分析四 结构分析四 结构分析 第三部分第三部分第三部分第三部分 基于计算机的分析化学基于计算机的分析化学基于计算机的分析化学基于计算机的分析化学 一 化学计量学一 化学计量学一 化学计量学一 化学计量学 二 计算机软硬件及分析仪器接口二 计算机软硬件及分析仪器接口二 计算机软硬件及分析仪器接口二 计算机软硬件及分析仪器接口 第四部分第四部分 全分析系统全分析系统 一 联用技术一 联用技术 二 微分析系统二 微分析系统 三 过程分析化学三 过程分析化学 现代仪器分析现代仪器分析现代仪器分析现代仪器分析 本书系统本书系统本书系统本书系统 介绍了包括电介绍了包括电介绍了包括电介绍了包括电 化学 光谱 化学 光谱 化学 光谱 化学 光谱 核磁共振 质核磁共振 质核磁共振 质核磁共振 质 谱 色谱等方谱 色谱等方谱 色谱等方谱 色谱等方 法在内的各类法在内的各类法在内的各类法在内的各类 现代仪器分析现代仪器分析现代仪器分析现代仪器分析 技术的原理与技术的原理与技术的原理与技术的原理与 应用等 应用等 应用等 应用等 Contempor