仪器分析教案绪论

第一章绪论本章是《仪器分析》课程的介绍。主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区分，仪器分析方法的分类和它的进展状况，介绍仪器定量分析方法的评价指标。重点在于对分析方法进展评价的1学时。第一节仪器分析简介一、仪器分析和化学分析1、分析化学：化学测量和表征的科学。化学测量：获得指定体系中有关物质的质、量和构造等各种信息。表征：准确地描述其成分、含量、价态、状态、构造和分布等特征。2、分析化学分类：仪器分析和化学分析两类。化学分析是以物质化学反响为根底的分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质〔光、电、磁等〕为根底的分析方法。3、化学分析和仪器分析的本质关系：化学分析测量的信号，如物质的颜色、状态，及质量、体积等都是物质的物理性质；而仪器分析的方法也需要很多化学反响，如光度分析中的显色反响，极谱分析中的电化学反响及大多数仪器分析方法中的试样处理、分别过程中的各种化学反响等。使得二者间并无严格界限，但是也具有一些明显的差异。4、仪器分析和化学分析的不同点：仪器分析法一般都有较强的检测力量。确定检出限可到达飞克数量级〔10-15g〕相对检出限可达〔pg/m，用于痕量组分的测定〔<0.01%。化学分析检测力量较差，只能用于常量组分〔>1%〕及微量组分〔0.01％～0.1％〕的分析。仪器分析法的取样量一般较少。微量分析〔0.1～10mg或0.01~1mL〕和超微量分析〔<0.1mg或<0.01mL。化学分析法取样量较大，只能用于常量分析〔>0.1g或>10mL〕和半微量分析〔0.01～0.1g1～10m。仪器分析法具有很高的分析效率。例如，流淌注射火焰原子吸取法1h可以测定120个试样；光2min20~30种元素的分析结果。化学分析法的分析效率较低。例如，滴定分析法完成一次测定需要数分钟，重量分析法需要数小时。仪器分析具有更广泛的用途。可用于成份分析、价态、状态及构造分析，无损分析，外表、微区分析，在线分析和活体分析。化学分析只能用于离线的成分分析。仪器分析的准确定一般不如化学分析法。仪器分析的相对误差通常为1%~5%。0.2%。仪器分析的仪器设备一般比较简单，价格比较昂贵；化学分析使用的仪器一般都比较简洁。二、仪器分析方法仪器分析方法依据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为光学分析法、电化学分析法、色谱分析法和其它仪器分析法四大类⒈光学分析法以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法光谱法：依据物质对电磁辐射的吸取、放射或拉曼散射等作用 非光谱法：电磁波作用物质之后，引起反射、折射、衍射、干预或偏振等根本性质的变化光谱法

原子放射光谱法原子吸取光谱法 原子光谱法原子荧光光谱法X紫外和可见吸取光谱法红外光谱法荧光法磷光法 分子光谱法化学发光法拉曼光谱法核磁共振波谱法电子能谱法非光谱法

折射法散射浊度法旋光法X射线衍射法电子衍射法⒉电化学分析法依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法电导法电位法电化学分析法⒊色谱法

电解法库仑法伏安法极谱法以物质在两相间〔流淌相和固定相〕中安排比的差异而进展分别和分析。色谱法

气相色谱法液相色谱法⒋其它仪器分析方法包括质谱法、热分析法、放射分析法等。质谱法是依据物质带电粒子的质荷比〔质量与电荷的比值〕在电磁场作用下进展定性、定量和构造分析的方法。热分析法是依据物质的质量、体积、热导、反响热等性质与温度之间的动态关系来进展分析的方法。主要包括热重法、差热分析法以及示差扫描量热法等。放射分析法是依据物质的放射性辐射来进展分析的方法。包括同位素稀释法、中子活化分析法等。三、仪器分析的进展概况分析化学和仪器分析进展史分析化学的三个进展阶段，三次变革阶段一：1620世纪初，依据溶液中四大反响平衡理论，形成分析化学的理论根底。分析化学由一门操作技术变成一门科学；分析化学的第一次变革；2040阶段二：2040仪器分析使分析速度加快，促进化学工业进展；化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；为什么消灭在这一时期？一系列重大科学觉察，为仪器分析的建立和进展奠定根底。BlochF(布洛克)和PurcellE〔珀塞尔；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；MartinAJP〔马丁〕和SyngeRLM〔辛格1952年；Heyrovsky〔海洛夫斯基，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959仪器分析的进展引发了分析化学的其次次变革。阶段三：八十年月初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。计算机掌握的分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；促进化学计量学的建立。化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最正确分析条件，获得最大程度的化学信息。化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。以计算机为根底的仪器的消灭：傅里叶变换红外；色-质联用仪。仪器分析应用领域化学：化合物的构造表征；分子层次上的分析方法生命科学：DNA测序；活体检测环境科学：环境监测；污染物分析材料科学：材料，构造与性能药物：自然药物的有效成分与构造，构效关系争论仪器分析将来进展趋势⒈计算机技术在仪器分析中的广泛应用，实现了仪器操作和数据处理自动化。⒉不同方法联用提高仪器分析的功能。⒊各学科的相互渗透其次节定量分析方法的评价指标定量分析是仪器分析的主要任务之一。对于一种定量分析方法，一般用周密度、准确度、检出限、灵敏度、标准曲线的线性及线性范围等项指标进展评价。一、标准曲线〔一〕标准曲线及其线性范围标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。标准曲线的直线局部所对应的被测物质浓度〔或含量〕的范围称为该方法的线性范围。选择的分析方法应有较宽的线性范围。〔二〕标准曲线的绘制标准曲线是依据标准系列的浓度〔或含量〕和其相应的响应信号测量值来绘制。常用方法：一元线性回归法Y=a+bx ban (xibi1

x)(yy)__i__

_ ayb_ n

in x

_

n y_其中x_r

i _i1 yn

ii1nn (xir i1

x)(yy)__i__r1.0000-1.0000

[n (xii1

n2_x) (y2_ii1

_y)2]1/2r越接近1，则y与x之间的线性关系就越好。二、灵敏度物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，用SSdx或Sdxdc dm标准曲线的斜率越大，方法的灵敏度就越高。三、周密度周密度是指使用同一方法，对同一试样进展屡次测定所得测定结果的全都程度。重复性：同一分析人员在同一条件下测定结果的周密度。再现性：不同试验室所得测定结果的周密度。ssnni1(xx)i_2n1

量度。标准偏差 s相对标准偏差 sr

s100%_x周密度是测量中随机误差的量度。四、准确度准确度：试样含量的测定值与试样含量的真实值相符合的程度。准确度常用相对误差量度。x相对误差 E 100%t 准确度是分析过程中系统误差和随机误差的综合反映，它打算着分析结果的牢靠程度。五、检出限某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，以浓度表示的称为相对检出限，以质量表示的称为确定检出限。检出限说明被测物质的最小浓度或最小质量的响应信号可以与空白信号相区分。对于光学分析方法，可以与空白信号区分的最小信号XX XL b

LksbX 为空白信号的平均值；s为空白信号的