仪器分析第四版第六章
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仪器分析方法分类:
1、光分析法凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。可分为光谱法和非光谱法。
光谱法则是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。这类方法比较多,是主要的光分析方法。
非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号,仅通过测量电磁幅射的某些基本性质(反射,折射,干涉,衍射,偏振等)。
光分析法的分类:原子发射光谱,原子吸收光谱,紫外可见光谱,红外光谱,核磁谱,分子荧光光谱,原子荧光光谱
2、电化学分析法是根据物质在溶液中的电化学性质建立的一类分析方法。以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有四大类:电位法、电导法、电解法、极谱法及伏安法。
3.色谱法:色谱法是以物质在两相(流动相和固定相)中分配比的差异而进行分离和分析的方法。 主要有:气相色谱法和液相色谱法。
4. 其它仪器分析方法
①质谱:根据物质带电粒子的质荷比在电磁场作用下进行定性、定量和结构分析的方法。
②热分析:依据物质的质量、体积、热导、反应热等性质与温度之间的动态关系来进行分析的方法是热差分析法。
③放射分析:依据物质的放射性辐射来进行分析的方法同位素稀释法,中子活化分析法。
仪器分析的应用领域
社会:化学:生命科学:环境科学:材料科学:药物:外层空间探索:
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。
线性范围标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围。
精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次平行测定所得测定结果的一致程度。精密度常用测定结果得标准偏差 s 或相对标准偏差(sr)量度。
准确度试样含量的测定值与试样含量的真实值(或标准值)相符合的程度称为准确度。准确度常用相对误差量度。
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质量,称为这种方法对该物质的检出限,以浓度表示的称为相对检出限,以质量表示的称为绝对检出限。
方法的灵敏度越高,精密度越好,检出限就越低。
一. 名词解释
基本概念
仪器分析法――以测量物质的物理性质为基础的分析方法。
化学分析法――以化学反应为基础的的分析方法。
比较法――用一定方法活得数据,用数学模型分别列出标样和未知样的关系式,通过数学计算获得未知样品化学信息的方法。
标准曲线法――以标准溶液的信息和对应的仪器信号绘制标准曲线,并根据未知样的仪器信号在标准曲线上查的未知样化学信息的方法。
工作曲线――即标准曲线
标准加入法――将未知样与加有标样的未知样分别取样,分别放入仪器中,测量各自信号并记录。
内标法――将未知样与标样混合好,取样放入仪器中,测量各自信号并记录。
外标法――将标样与未知物取样,分别放入仪器中,测量个子信号并记录。
空白溶液――未加入待测样品的溶液
参比溶液――在光度分析中用作调零点的任何溶液
线性规律――样品信息与仪器信号之间呈一次函数对应关系。
化学现象――发生化学反应时,有气体、沉淀产生,颜色气味变化,吸热放热过程,声响等人体可以感知的现象。
仪器信号――物质作用于仪器时,仪器对相应的刺激产生响应,光信号、电信号、磁信号等。
仪器响应――
信噪比――信号与噪声的比值
检测器――检测器是用于转换信号的装置
读出装置――读出装置是用于显示输出的装置
噪声――色谱柱后没有成分进入检测器时,检测器检测到的信号
基线――记录仪记录到的噪声信号随时间变化的曲线
基线漂移――基线的平衡位置随时间的变化而产生缓慢变化
基线噪声――基线随时间的变化而产生的波动(在平衡位置两侧起伏)
检出限――3倍于噪声时,单位时间进入检测器的样品量(g)或单位体积(cm3)中含的样品量(g)
最小检测限――3倍于噪声时,色谱体系所需的最小进样量
重复性――同一操作者用相同的方法,同一试验材料,在相同的条件下获得的一系列结果之间的一致程度。
再现性――不同操作者用相同的方法,同一试验材料,在不同的条件下获得的单个结果之间的一致程度。
无机及分析化学教学大纲
一、适用范围
本教学大纲适用于大学本科应用化学、材料化学、高分子化学、化学工程与工艺专业。
二、课程性质、地位及作用
《无机及分析化学》课程是高等学校化工类各专业的第一门必修基础课,是为实现教学内容整合和结构优化而设置的一门新课程,是课程体系改革的产物,集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身。通过本课程的学习,要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理,掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用,熟悉仪器分析测试的基本原理和适用范围,了解元素化学的性质与应用,并且能熟练运用基本原理,结合相关知识解决实际问题,正确理解和掌握基本的化学分析方法,养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风,培养学生分析问题与解决问题的能力,达到培养学生的综合素质与创新能力的目标。
三、教学基本要求
1. 1. 通过本课程的学习,培养学生对物质世界的辩证唯物主义观点,使学生了解无机与分析化学学科在国家现代化建设中的作用。了解化学发展简史,化学学科的分支及特点,以及本课程与相关学科的衔接与联系。
2. 2. 通过化学反应热力学和动力学的学习,了解热力学能(内能)、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念和相关计算,会用自由能变ΔG来判断化学反应的方向及温度对ΔG的影响;正确理解平衡常数的意义及表示方法,掌握Gibbs自由能变与平衡常数的关系和有关计算;利用Van’t Hoff等温式判断任意给定条件下化学反应的方向;运用平衡移动原理说明温度、浓度压力对化学平衡移动的影响;了解化学反应速率的概念及其实验测定方法;掌握质量作用定律、化学反应的速率方程和阿累尼乌斯经验式,并能用活化分子、活化能等概念解释外界因素对反应速率的影响;通过原子结构、化学键与分子结构的学习,要求学生掌握原子的电子层填充规律及其与元素周期律的关系,元素若干性质(原子半径、电离能、电子亲和能和电负性)与原子结构的关系,能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型,用价层电子对互斥理论来预言一般主族元素化合物的分子构型;了解离子极化和分子间作用力的概念;能够依据化合物的结构和成键类型,初步判断相应化合物的物理和化学性质。
仪器分析复习
1.仪器分析的定义:以测量物质的物理性质的分析方法。
特点:简便、快速、灵敏、易于实现自动化等特点
2.仪器分析的分类:电化学、光谱、色谱
3.色谱法的分类
1)按两相状态分类:可分为气固色谱、气液色谱、液固色谱、液液色谱等四类
2)按固定相分类:柱色谱(包括填充柱色谱和毛细管色谱)、纸色谱、薄层色谱或薄层层析(TLC)。
3)按分离原理分类:
吸附色谱:利用固定相对不同组分的吸附性能的差别分离。
分配色谱:利用不同组分在两相中分配系数的差别分离。
离子交换色谱:利用不同离子在离子交换固定相上的亲和力的差别分离。
凝胶色谱:利用不同组分分子量的差别(即分子大小)先后被过滤进行分离。
4.气相色谱流程与气相色谱仪:
载气系统,进样系统,色谱分离系统,检测系统和数据处理系统
5.色谱流出曲线及有关术语
1)基线:为色谱柱后没有组分进入检测器时,在实验操作条件下,反映检测器系统噪声随时间变化的线。
2)保留值
①保留时间Rt:指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。
②死时间Mt:指不被固定相吸附或溶解的气体(如空气、甲烷),从这样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。
③调整保留时间'Rt:指扣除死时间后的保留时间'Rt= Rt-Mt
④保留体积RV:指从这样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积。
⑤死体积MV:指色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。
⑥调整保留体积'MV :指扣除死体积后的保留体积。
⑦相对保留值 2112'1'221kkttRR:指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。
6.色谱峰区域宽度
标准偏差σ:峰高0.607h处宽度的一半(保留时间定性,峰宽定量);
半峰宽Y1/2 0.5h处的宽度,Y1/2=2.354σ;峰底宽 Y=4σ
7.气相色谱基本理论
1) 塔板理论n=5.54(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)2