仪器分析绪论

1一级学科化学二级学科无机分析有机物化高分子相关学科材料科学与工程（材料学、材料物理与化学、材料加工工程）化学工程（工业催化、应用化学、化学工艺等）环境科学与工程（环境科学、环境工程）其它学科自然辩证法（化学哲学）历史（化学科技史）改行2第一章绪论Introduction分析化学的发展和仪器分析的产生仪器分析的历史发展概况仪器分析的分类前景展望3分析化学的定义及任务分析化学是研究并应用确定物质的化学组成、测量各组成的含量、表征物质的化学结构、形态、能态并在时空范畴跟踪其变化的各种分析方法及其相关理论的一门科学。分析化学学科是一门发展并运用各种方法、仪器及技术，以在时间与空间的维度里获得物质组成及性质的信息的一门科学。分析化学－－信息科学4分析化学的任务分析化学是“表征与量测的科学”。分析化学的任务可以表示为:

①

确定物质的化学组成－－定性分析

②测量各组分的含量－－定量分析

③表征物质的化学结构、构象、形态、能态

——结构分析、构象分析，形态分析、能态分析5

表征物质组成、含量、结构、形态、能态的动力学特征——动态分析例如：山药中有哪些微量元素？山药中某成份的含量和化学结构？微量元素的形态？化学成分的空间分布？在不同的生长阶段，茶叶中的营养成分的变化？678分析化学的地位

无机化学

生物化学

分析化学

物理化学

有机化学

化学的其它领域9分析化学的社会责任1.分析化学与工农业生产2.分析化学是科学技术的眼睛3.分析化学是人民健康的技术保障4.分析化学是防伪打假的有力武器5.分析化学是新药研究和应用的有力支撑6.分析化学是打击犯罪、侦破未知的科学10分析化学的发展和仪器分析的产生什么是仪器分析？一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法．这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础．11定义

仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较复杂的仪器．它是分析化学的发展方向．仪器分析是化学类专业必修的基础课程之一．

12分析化学（分析学）是一门自然科学．它致力于建立和应用各种方法、仪器和战略以获得有关物质在一定时间或空间内的组成、结构和能态的信息．它包括了任务、手段、目标和适用面．

13物质的很多物理和物理化学性质与它们的化学组成、含量和结构之间也有着内在的联系，测定这些物理和物理化学性质，也可获得所需要的定性和定量分析信息．这类方法称之谓物理和物理化学分析法．

141.与化学分析的关系

仪器分析与化学分析的区别并非严格的，绝对的．二者相互配合和补充，化学分析以常量分析为主，仪器分析以微量分析为主．二者的关系是相辅相成的．这主要表现在以下方面：15仪器分析是在化学分析的基础上逐步发展起来的，不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相合，才能完成分析的全过程；16仪器分析有时还需要采用化学富集的方法来提高灵敏度；有些仪器分析方法，由于涉及到大量有机试剂和络合物化学等许多理论，许多书中仍然把它列入化学分析．172.仪器分析与其它学科的关系仪器分析并不是一门独立的学科，而是一门综合学科．需要其它学科的发展和支持．近代的仪器分析是涉及到物理学、数学和生物科学以及微电子和计算机技术等诸多领域的一门学科，是多种仪器方法的组合．由于这些仪器方法在化学学科中非常重要，它门已不仅仅是用于分析的目的，而是广范地应用于解决各种化学理论和实际问题．18

其他学科的发展为仪器分析的发展创造了条件，提出了新的要求，拉动和促进了仪器分析的发展．仪器分析的发展，推动着其他学科的发展．193.化学及生物研究的重要工具

许多学科的发展离不开仪器分析．20仪器分析的产生科学技术发展的需要、必然，也是科学技术发展的结晶．不少学科的发展对分析化学提出了更高的要求，如微量或痕量分析，无损分析，形态分析等．21仪器分析的历史发展概况仪器分析的三次巨大变革分析天平的发明溶液理论的建立（四大平衡的建立）这是第一次革命22第二次巨大变革第二次世界大战前后的科学技术物理学和电子技术的发展为仪器分析奠定了基础

核磁共振（NMR），极谱气相色谱第三次变革计算机的发明，尤其微型计算机的发展，给仪器分析带来全新的革命．23仪器分析的特点1.灵敏度高，检出限低，选择性好．2.操作简便，分析速度快，易于实现自动化．3.相对误差一般较大．4.用途广泛．5.价格一般来说比教昂贵，保养费事，对分析工作者要求高．6.除个别分析方法外，大部分仪器分析方法要以化学物质的标准品校正仪器．24仪器分析的分类仪器分析是通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化而建立的一类分析方法．凡是表征物质的所有的物理和物理化学的性质，都可以被用作分析该物质的方法依据，因而也就有了众多的仪器分析方法．251.光分析法凡是基于检测能量作用于物质后产生的辐射信号（光）或其所引起的变化的分析方法均可称为光分析法．光谱法和非光谱法26(1)非光谱法非光谱法是指那些不以光的波长为特征信号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、折射、衍射和偏振等）的变化的分析方法．如：折射法、干涉法、散射浊度法、X射线衍射法和电子衍射等．27(2)光谱法光谱法是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光分析方法，通过检测光谱的波长和强度来进行分析．属于这类方法的有：原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法，紫外可见分光光度法、分子荧光磷光光度法、化学发光法和激光拉曼光谱法等．282.电分析化学方法电分析化学法是通过测量物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的一类分析方法，根据所测得的电信号的不同，可以分为：电导分析法，电位分析法，电解和库仑分析法以及伏安和极谱分析法．

293.色谱法

色谱法是一种分离和分析方法．色谱法主要有色谱法和液相色谱法等，将色谱法与各种现代仪器联用，是解决复杂物质的分离和分析问题的最有效的手段．304.其它仪器分析方法(1)质谱法质谱法是根据质量与电荷比的关系来进行分析的方法．它可用于定性分析、同位素分析以及有机物的结构测定．31(2)热分析法热分析法是测量物质的某些性质如质量、体积、热导和反应热与温度之间的动态关系，可用于成分分析，但更多的用于热力学、动力学和化学反应机理等方面的研究，属于这一类方法的有：差热分析法，差示扫描量热法，热重量法和测温滴定法等．32

3.放射化学分析法

放射化学分析法是利用核衰变过程中所产生的放射性辐射来进行分析的方法．如借助核反应产生放射性同位素的分析方法称为放射化学分析法．如在试样中加入放射性同位素进行测定的方法成称为同位素稀释法．放射性同位素常作为示踪原子应用于生物和化学研究．33现代分析化学学科发展趋势及特点1）提高灵敏度2）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性3）扩展时空多维信息4）微型化及微环境的表征与测定345）形态、状态分析及表征6）生物大分子及生物活性物质的表征与测定7）非破坏性检测及遥控8）自动化与智能化35分析化学化学生物化学无机化学物理化学材料学冶金学高分子科学结晶学物理学天体物理学生物物理学天文学环境科学生态学气象学海洋学生物学植物学遗传学微生物学分子生物学动物学地质学地质物理学地质化学古生物学农业农艺学动物学农学食品学园艺学土壤学社会科学考古学人类学法医医药学临床化学医药化学药学毒物学

工程学民用电学机械学36仪器分析展望

科学仪器的创新是知识创新和技术创新的重要内容，发展科学仪器应当视为国家战略；分析仪器是科学仪器的重要组成部分；分析仪器工业是高技术信息产业．分析仪器的发展是现代科学、经济和社会发展的重要基础和推动力之一．分析仪器的主要应用领域正向生物医学领域转移．37仪器创新的重要性仪器是认识世界的工具．这是相对机器是改造世界的工具而言的，而改造世界是以认识世界为基础的．认识世界有两个方面，一是探索自然规律，积累科学知识；二是对生产现场的了解，用以指导生产．38认识世界和改造世界同等重要，而且认识世界往往是改造世界的先导，所以仪器与机器也同等重要，在一定条件下，仪器也是生产的物质先导．历史上许多重要仪器的科研成果常常会带来生产力水平的飞跃．仪器分析技术己成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一．39科学技术是第一生产力，首先要靠科学仪器仪表去认识世界．在诺贝尔物理和化学奖中大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的电子显微镜、质谱技术、CT断层扫描仪、X射线物质结构分析仪，光学相对显微镜，扫描隧道显微镜．40建立和发展虚拟仪器概念

分析仪器的主要应用领域正向着生物医学领域转移

41分析仪器是人们感觉器官的延伸

分析仪器的微型化和智能化

分析仪器的大众化、个性化和日用品化，贵重仪器的网络化

42智能化微型化痕量超痕量原位无损快速在线4344我们在做的各位要努力我国分析仪器经过半个世纪的努力，取得了不少成绩，两弹一星的成功，就是我国科学家在仪器研制方面具有很高水平的最好说明．中国科学家聪明、勤奋、爱祖国、爱科学，数十年如一日默默奉献者大有人在．但是，另一方面我们又不能不遗憾地看到，直到最近，国产仪器所占市场的份额仍只有1／5左右，出口创汇甚微，具有完全自主知识产权的分析仪器很少．高档仪器则几乎完全被外国垄断．45迄今我国分析仪器与国外的差距还很大，而且还有扩大的趋势，一是领导者的观念要转变，一定要树立科学仪器（包括分析仪器）的创新是知识创新的前提和基础的牢固思想，把发展国产仪器作为国家战略．46基础课的要求

现代仪器分析法的种类十分繁杂，作为仪器分析基础课，只能选择其中最重要和最常用的方法作为本课程内容．

正确对待教学实验和基础课的关系．47通过本课程的学习，要求学生掌握仪器分析方法的原理和仪器的简单结构；要求学生初步具有根据分析的目的，结合学到的各种仪器分析方法的特点，应用范围，选择适宜的分析方法的能力．

48本课程授课学时为64学时，由于内容多、难度大、系统性差，涉及光学、电子学、计算机等方面的内容．布置做适量课外习题，认真做好实验．达到即巩固了所学理论课知识的掌握，又培养了动手能力．49仪器分析学习赠言清楚明了方法原理，弄懂记着基本概念知晓分清仪器装置，着重熟悉关键部件理解方法理论公式，熟练使用重点公式50参考书[1]石杰主编．仪器分析．郑州：郑州大学出版社．2000．[2]赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽．仪器分析．北京：高等教育出版社，2000．[3]李克安主编．分析化学教程．北京：北京大学出版社，2005．[4]方惠群，于俊生，史坚编．仪器分析．科学出版社，2002．51[5]SkoogDA.,JamesHollerF,NiemanTA.PrinciplesofInstrum