《仪器分析》教案讲义-05.doc

《仪器分析》教案绪论本章是《仪器分析》课程的介绍；主要是让同学明白《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情形，介绍仪器定量分析方法的评判指标；重点在于对分析方法进行评判的几项指标；学时方案为 1 学时；内容提要：仪器分析与化学分析的区分与联系，仪器分析方法的分类及进展趋势；重点难点：仪器分析方法的分类授课方式：讲授一，仪器分析和化学分析⒈化学分析定义⒉仪器分析定义⒊两者的区分在于：①检测才能②样品的需求量③分析效率④使用的广泛性⑤精确度二，仪器分析方法的分类依据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类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：依据物质对电非光谱法：电磁波作用磁辐射的吸取，发射或物质之后，引起反射，拉曼散射折射，衍射等基本性质的变化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⒊色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行分别和分析；⒋其它仪器分析方法包括质谱法，热分析法，放射分析等；三，仪器分析的进展概述进展趋势⒈运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各学科的相互渗透第一章光学分析法基础本章是学习光学分析法之前应具备的基础学问；主要介绍光的波粒二象性，原子光谱和分子光谱基础学问；在介绍电磁辐射基础上重点讲解能级跃迁图；本章方案学时为1 学时；第一节电磁辐射的性质一，电磁辐射的性质电磁辐射具有波动性和粒子性；⒈波动性电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率参数表征；把握频，波长，波数的定义及之间( υ) ，波长( λ) 和波数( δ) 等波的关系；⒉微粒性h c普朗克方程 E (1 －1)h该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来，二，电磁波谱依据波长的大小次序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁；能用于光学分析的是中能辐射区，包括紫外，可见光区和红外区；第四节原子光谱和分子光谱内容提要：原子光谱项，原子光谱能收图及原子光谱挑选定就，分子光谱能收分子吸取光谱和分子发光光谱重点，难点：原子光谱项，分子光谱能及跃迁图授课方式：讲授一，原子光谱原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁⒈核外电子的运动状态原子接到电子的运动状态可以用主量数ｎ，角量子数ｌ来描述；2，磁量子数ｍ和自旋量子数ｓ⒉光谱项原子的能量状态需要用 四个量子数为参数的光谱项来表征；N 为主量子数， L －总轨道角量子数， S －总自旋量子数， J －内量子数 原子能级光谱项用 n 2s 1L 表示光谱支项用 L J 表示2s 1 n ⒊原子能级图把原子可能存在的光谱项及能级跃迁用图解的方式表示出来就得到原子能级图； 谱线波长取决于两能级的能量差，不同能级之间跃迁产生的原子光谱是波长确定，相互分隔的谱线，所以原子光谱是线状光谱；⒋光谱挑选定就只有符合光谱挑选定就的跃迁才是答应的：⒌原子光谱 1， s 0 ， J 0 ， L 1⑴原子发射光谱： 处于激发态原子不稳固， 当返回基态或较低能态时而发射出特点谱线； ⑵原子吸取光谱：当光辐射通过基态原子蒸气时，原子蒸气挑选性地吸取肯定频率的光 辐射，原子基态跃迁到较高能态；⑶原子荧光光谱：气态原子吸取光辐射后，由基态跃迁到激发态，再通过辐射跃回到基 态或较低的能态产生的二次光辐射；三，分子光谱⒈分子光谱分子光谱产生于分子能级的跃迁，分子能级中的电子能级，分子的振动能级以及转动能级；⒉分子吸取光谱和分子发光光谱；⑴分子吸取光谱：分子对辐射的挑选性吸取由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分 子光谱；如紫外——可见吸取光谱，红外吸取光谱；⑵分子发光光谱 光致发光：荧光，磷光 电致发光化学发光⑶拉曼光谱：入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞，发生能量交换，产生与入射 光频率不同的散射光；其次章 原子发射光谱分析法本章位置： 原子发射光谱分析法在发觉新元素和推动原子结构理论的建立方面曾做出过重要奉献，在各种无机材料的定性， 半定量及定量分析方面也曾发挥过重要作用；近 20 年来，由于新型光源，色散仪和检测技术的飞速进展，原子发射光谱分析法得到更广泛的应用；学习中应使同学们明白本章学问理论及应用在光分析法中的重要位置；本章内容： 本章主要叙述原子发射光谱法的基本原理，基本仪器以及光谱定性，半定量及定量分析的方法和应用；讲解思路： 第一介绍原子发射光谱的产生，元素的原子和离子所产生的原子线和离子线都是该元素的特点光谱；谱线的波长 λ 和强度 I 是本法对物质进行定性分析和定量分析的依据；之后具体介绍原子产生特点光谱的机理以及影响谱线强度的定义这是本章的重点内容； 介绍原子发射光谱仪器时第一介绍三部分框架，再介绍每部分的具体构成和重点元件，如 ICP 光源和光栅色散原理；最终介绍原子发射光谱的定性，半定量及定量分析方法，其中摄谱法中的乳剂特性曲线，及定量分析中的内标法原理是本章的重难点；6 学时；课时安排： 第一节 基本原理内容提要： 主要介绍原子发生光谱的产生，物质受到外界能量的作用，基态原子被激发到－8 激发态，激发态很不稳固，在 式释放产生原子发射光谱；10 时间内，返回到基态，所受能量以光辐射形hc hC E λ=λ——元素的特点波长 E ，E 1 分别为高能级和低能级 2 E 2 E 1能量谱线的强度 影响谱线强度的因素，从上式可知主要有谱线的波长和强度是两个重要的参数；4 种因素一一进行分析； 重点： 授课方式：讲授，挂图； 其次节 分析仪器内容提要： 原子发射光谱法所用仪器通常包括激发光源，分光系统，及检测系统三部分；激发光源主要有直流电弧，低压沟通电弧，高压电容火花及新型光源 ICP ；各种光源有其不同的性能（激发温度，蒸发温度，热性质，强度，稳固性等）可供各类试样挑选；相比之下， ICP 由于热稳固性好，基体效应小，检出限低，线性范畴宽而被公认为最具活力，前途宽阔的激发光源；分光系统中主要是分光元件，现代仪器多用光栅作分光元件，需介绍光栅分光原理，分光性能（色散率，辨论率）检测系统有摄谱法，光电直读法，分别介绍各自的原理和性能；重，难点：ICP 光源的结构，原理，分析性能是重点，平面反射闪烁光栅的分光原理及结论也较重要；摄谱法中的感光板的乳剂特性曲线及光电光谱法中电压与谱线强度的关系较难懂得，具体介绍；授课方式：讲授，挂图；第三节分析方法内容提要：在原子光谱分析中，依据谱线的波进步行定性分析，依据谱线的强度进行定量分析；主要介绍定性及半定量分析方法；第一介绍光谱定量分析的基本原理，导出定量分析基本关系式lgI=blgC+lgaI=aC，取对数这是光谱定量分析的基本公式；此种方法为肯定强度法，试验中不行能保证为一常数，所以一般分析时不用谱线的肯定强度而用相对强度；引出内标法定量分析原理；a被分析元素中选一分析基体元素中选一内标线线分析线对内标法：在同一试样中在测定分析线对的强度比R~lgC作校正曲线，所求的元素含量排除了试验条件的影响；内标法的使用必需留意分析线对的正确挑选；重难点：（1）内标法定量分析原理（2）摄谱法：分析线对的黑度差关系ΔS＝rblgC+rlgAΔS 与试样中被测元素含量的对数值lgC 成线性（3）光电直读光谱法：测量分析线对积分电容器的充电电压就可直接求出被测元素含量；U1b lg C lg AlgU2授课方式：讲授，挂图第三章原子吸取与原子荧光光谱法本章位置：本章内容在仪器分析课程中是较为重要的一章内容，由于该分析方法具有灵敏度高，抗干扰才能强，精密度高，挑选性好，仪器简洁，操作便利等特点；自20 世纪 60 岁月以后，原子吸取光谱分析法得到快速进展，应用极为普及，所以有关本方法的理论课程也特别重要； 本章内容：主要介绍原子吸取光谱法的基本原理，基本仪器装置，定量分析方法，并简介原子荧光光谱法；讲解思路： 在本章之前已分别介绍了紫外－可见吸取光谱法，红外吸取光谱法，原子发 射光谱法等多种光谱法，所以需先将原子吸取光谱法与其它光谱法作大致比 较，找出相同点与不同点；再介绍原子吸取光谱法的特点； 原子吸取光谱的原理是本章的难点，里面涉及到一些较难的概念，如吸取线的 轮廓与变宽，积分吸取测量法，峰值吸取测量法等需重点讲解； 原子吸取光谱仪第一介绍框架图，再介绍各部分功能与原理，原子吸取光谱法 的干扰虽比发射光谱少但仍存在有时甚至较严峻，所以，需介绍干扰效应的类 型，本质及排除方法； 原子吸取光谱定量分析方法中，灵敏度和检测限两项评判指标是难点，应适当 举例介绍； 5 学时 学时安排：第一节 原子吸取光谱法的基本原理 内容提要：第一介绍原子吸取线的产生；当基态原子吸取了肯定辐射能后，基态原子被 激发跃迁到不同的较高能态，产生不同的原子吸取线；原子吸取光谱分析法是 基于元素的基态原子蒸气对同种元素的原子特点谱线的共振吸取作用来进行 定量分析的； 无论是原子发射线仍是原子吸取线都不是一条严格的几何线，谱线有肯定 的轮廓，在肯定条件影响下，谱线会变宽；介绍谱线变宽因素；吸取线变宽主 要受 Δλ D 和ΔλL 影响，锐线光源发射线变宽受 ΔλD 和自吸变宽的影响； 在分析中，谱线的变宽往往会导致原子吸取分析的灵敏度下降，所以要求掌握 外界条件影响；对发射线特殊要保证是锐线光源，以使吸取完全； E jNj No Pj Po 重，难点：（1）基态原子数与原子化温度听从波兹曼公式 关键在于 No 的产生KT e 2 e （2）积分吸取与 No 的关系 k v d v NofmC（3）峰值吸取与被测定元素含量的关系2bv Ko KNoK o k v d v I o K L 峰值测量可依据 v A ＝ K I v I v e C LA lg I v授课方式：讲授，挂图其次节原子吸取光谱法的仪器装置内容提要：原子吸取光谱仪主要由锐线光源，原子化器，分光系统，检测系统和电源同步调制系统五部分组成；产生原理（1）光源——空心阴极灯产生锐线光源影响因素特点应介绍对每一部分的要特殊是火焰的组成和性求质火焰：喷雾器，雾化室，燃烧器，火焰（2）原子化器无火焰：石墨管，炉体原子化，除残；，电源；测定过程：干燥，灰化，辨论率光强度取决于（3）单色器狭缝宽度在AAS中以单色器的通带表示狭缝宽度；通带——光线通过出射狭缝的谱带宽度；（4）检测系统：包括光电倍增长，检波放大器，读数装置留意介绍：放大器采纳和空心阴极灯同频率的脉冲或方波调制光源，以避免火焰发射产生的直流信号对测定的干扰；光谱通带的概念和作用重点：授课方式：讲授，挂图第三节原子吸取光谱定量分析内容提要：重，难点：原子吸取光谱定量分析方法有标准曲线法和标准加入法；元素的特点浓度C c ，特点质量（m c）和检出限（D）是评判原子吸取光谱分析仪器和分析方法的重要指标；As 1C c ( g mL /1%)s v0.0044 (g / 1%)Am c3（s1 )g mLDAm 3（g)DA授课方式：讲授第四节原子荧光光谱法指导同学明白原子荧光光谱法的基本原理，仪器装置以及定量分析方法；第四章紫外，可见吸取与分子荧光光谱法紫外，可见吸取光谱法第一节概述内容提要：介绍紫外－可见吸取光谱法的基本概念；紫外－可见吸取光谱法是依据溶液中物质的分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸取来讨论物质的组成和结构的方法；也称作紫外和可见吸取光度法，它包括比色分析和紫外－可见分光光度法；其次节有机物与无机物的紫外，可见吸取光谱内容提要：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生挑选性吸取，因而具有不同的吸取光谱；无机化合物和有机化合物吸取光谱的产生本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有肯定区分；有机化合物吸取可见光或紫外光，σ，π和n 电子就跃迁到高能态，可能产生的跃迁有σ→σ* ，n→σ*，π→π* 和n→π* ；各种跃迁所需要的能量或吸取波长与有机化合物的基团，结构有亲密关系，依据此原理进行有机化合物的定性和结构分析；无机络合物吸取带主要是由电荷转移跃迁和配位场跃迁而产生的；电荷转移跃迁的摩尔吸取系数很大，依据朗伯－比尔定律，可以建立这些络合物的定量分析方法；重，难点：分子的电子能级和跃迁生色团的共轭作用d-d 配位场跃迁金属离子影响下的配位体π－π* 跃迁；授课方式：讲授，使用挂图；第三节紫外，可见吸取光谱法的应用内容提要：紫外－可见吸取光谱法用于有机化合物的定性，定量和结构分析；由于有机化合物的紫外－可见吸取光谱比较简洁，特点性不强，吸取强度不高，因此应用有肯定的局限性；但它能够帮忙推断未知物的结构骨架，协作红外光谱法，核磁共振波谱法和质谱法等进行定性和结构分析，它是一种有用的帮助手段；重点：化合物的鉴定，结构分析事例；有机化合物的鉴定，一般采纳光谱比较法；将未知纯化合物的吸取光谱特点，如吸取峰的数目，位置，相对强度以及吸取峰的外形与已知标准物的吸取光谱进行比较，以此推断未知化合物的骨架；但大多数有机化合物的紫外－可见光谱比较简洁，特点性不明显，而且很多生色团的吸取峰几乎不受分子中其它非吸取基团的影响，因此，仅利用紫外光谱数据来鉴别未知化合物有较大局限性；结构分析：紫外吸取光谱虽然不能对一种化合物作出精确鉴定，但对化合物中官能团和共轭体系的估量与确定却特别有效；难点：催化动力学光度法原理；所谓催化动力学分析法是指通过测量反应速率来进行定量分析的方法；很多化学反应在催化剂存在下，可以加快反应速率，而催化反应速率在肯定范畴内与催化剂浓度成比例关系，因此以光度法检测催化反应速率就可以实现对催化剂浓度的测定；但影响该法精确度的因素很多，操作严格，精确测定难度较大；授课方式：讲授，协作试验事例；第三节分子荧光光谱法内容提要：荧光产生原理，荧光效率及影响因素，荧光强度与溶液浓度的关系，荧光仪器及荧光的分析应用；重点，难点：荧光的产生气理授课方式：讲授一，概述依据物质的分子荧光光谱进行定性，以荧光强度进行定量公析；荧光分析法的最大优点是灵敏度高，挑选性也较好，应用范畴广；二，基本原理⒈分子荧光的产生 处于各激发态不同振动能级上分子，通过无辐射跃迁，释放一部分能量跃回到第一激 发态的最低振动能级上， 再以辐射跃迁形式回到基态的各振动能极上， 产生分子荧光；⒉荧光效率及其影响因素⑴荧光效率 荧光效率定义为发荧光的分子数目与激发态分子总的比值即发荧光的分子数激发态分子总数 荧光效率 ( (4 － 1)f ) ＝ 如以各种跃迁的速率常数来表示，就K f(4 －2)f ＝ K f K i K f 为荧光发射过程中的速率常数 非辐射跃迁的速率常数之和K i ⑵荧光与分子结构的关系 要具有能够吸取紫外——可见光的分子结构如共轮体系， 被激发而产生荧光； 分子的刚性平面结构有利于荧光的产生⑶环境因素对荧光的影响π电子的离域性越强， 越易 溶剂的极性增加对激发态产生更大的稳固作用，会使荧光强度增强温度也影响到荧光 强度对大多数荧光物质，温度上升，使非辐射跃迁几率增大，荧光效率降低；溶液的 pH 值影响到荧光物质的存在，也影响荧光效率；⒊荧光强度与溶液浓度的关系荧光强度 I ff I a ( I 0 I ) f I 0 I 由于 A ＝ lg I ＝ I 0 AA 2 3 ( )2. ( )3. A I (4 －3)I (1 I ) I f f 0 f 0 如溶液很稀A ＜ ， 就 I f f I 0 Af I 0 k b c 当条件肯定时 (4 － 5)I f KC 上式为荧光定量分析的基本关系式荧光猝天：荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子之间所发生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程；三，荧光分析仪器 由光源，单色器，液池，检测器和记录系统五部分组成；⒈光源：一般由高压汞灯或氙弧灯供应；⒉单色器：起分光作用，一般为光栅；⒊检测器：采纳光电倍增管；四，荧光分析法的应用⒈无机化合物分析大多数无机化合物不产生荧光，只有与一些有机化合物形成有荧光的络合物才能对其进行测定；⒉有机化合物的分析结一些芳香族化合物基因，具有较强的荧光，可以直接进行分析测定，因此在生物化学，医药，环境，食品等领域有广泛的应用；第五章电分析化学导论本章是电分析化学的基础学问，主要介绍电分析化学的分类，化学电池，电极电位与液体接界电位，电极的种类名称，膜电极等有关电分析化学的基本概念和基础学问；本章的方案学时数为 2 学时；第一节电分析化学方法分类，特点极应用依据所量的电参量的不同，电分析化学方法可分为三类：第一类：在某些特定条件下，通过待试液的浓度与化学电池中某些电参量的关系进行定量分析，如电导，电位，库仑极谱及伏安分析其次类：通过某一电参量的变化来指示终点的电容量分析好电位滴定第三类：通过电极反应把被测物质，转变为金属或其它形式的搓化物，用重量法测定基会量；其次节电分析化学中某些基本术语与概念内容提要：原电池，电解池，电池的表示方法重点，难点：电池的表示方法授课方式：讲授一，原电池能自发的将本身的化学能变成电能，这种化学电池称为原电池；以铜锌原电池为例2锌电极，负极( 阳极) ：Z 氧化反应Z 2en n2铜电极，正极( 阴极) ：C u 二，电解池仍原反应2e C u实现某种电化学反应的能量由外电源供应就这种化学电池称为电解池仍以铜电极和锌电极为例；2锌电极，负极( 阴极) ：Z n仍原反应2e Z n2铜电极，正极( 阳极) ：C氧化反应C2eu u应留意：阳极，阴极是对实际发生的反应而言，阳极发生氧化反应，阴极发生仍原反应；正极，负极是对电荷的流向而言，电子流出为负极，电子流入为正极；三，电池的表示方法规定：⒈发生氧化反应的一极( 阳极) 写在左边，发生仍原反应的写在右边；⒉电池组成的每一个接界面用单竖线“∣”隔开，两种溶液通过盐桥连接，用双竖线“‖”表示；⒊电解质溶液位于两电极之间，并应注明浓度，如有气体应注明压力，温度电池电动势E电池＝E 右－E1．电极电位与液体接界电位内容提要：电极电位定义，液体接界电位的产生，电极极化的形成重点，难点：液体接界电位的产生授课方式：讲授一，电极电位电极电位的产生是由于金属与溶液交界面发生了电荷交换的结果，在金属与溶液之间产生了肯定的电位差，这种电位差就是电极电位；单个电极的电位值目前尚无法测定，它与标准电极组成电池，规定氢标准电极电位为零，测得的电池电动势即为待测电极的电极电位；P t,H2(101325P a) ∣H (a=1) ‖待测电极二，液体接界电位在不同电解质或浓度不同的同种电解质溶液界面之间，由于离子扩散通过界面的速率不同，在两液体界面之间有微小的电位差产生，这种电位差称为液体接界电位；由于K 和的扩散速度几乎相等，所以在两个溶液界面之间使用盐桥可以减小液接Cl电位；三，极化和过电位极化是指电流通过电极与溶液的界面时，电极电位偏离平稳电位的现象；⒈浓差极化：电解过程中电极表面溶液的浓度与主体溶液存在差别，这种由于浓度差别引起的极化叫浓差极化；减小电流密度，强化机械搅拌可减小浓差极化；⒉电化学极化电化学极化是由于电极反应速率较慢引起的，这种因电极反应迟缓所引起的极化现象称为电化学极化；2．电极种类一，依据电极组成分类依据组成体系和作用机理，可以分成五类 ⒈第一类电极: ： 由该金属浸入全有该金属离子的溶液组成，如 Ag Ag⒉其次类电极：由金属，该金属的难溶盐的阴离子组成；如 AgCl AgHg 2 Cl 2 Hg⒊第三类电极2| CaC O | Ca金属与两种具有共同阴离子的难溶盐组成；如 Hg | Hg C O 2 2 4 2 4 ⒋零类电极由惰性金属与全有可溶性的氧化和仍原物质的溶液组成的电极；如23P t | F e , Fe⒌膜电极具有敛威膜并能产生膜电位的电极；如各种离子挑选性电极二，依据电极所起的作用分类⒈指示电极和工作电极 在电化不测量过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极称为指示电极；如有较大电流 通过，溶液主体浓度发生显蓍变化的电极称为工作电极； ⒉参比电极 在电化学测量过程中，具有恒定电位的电极称为参比电极；⒊帮助电极或对电极 帮助电极 ( 对电极 ) 与工作电极形成通路，它只供应电子传递的场所；⒋极化电极和去极化电极 电解过程中，插入试样电极的电位完全随外加电压的变化而变化，这类电极称为极化 电极，当电极电位不随外加电压而变化，这类电极称为去极化电极；第六章 电位分析法第一节 离子挑选性电极电位法基本原理电位分析法是依据测量到的电极电位，由能斯特方程式求得被测物质的浓度，电位分 析法通常分为直接电位法和电位滴定法，本章主要内容如下 1. 离子挑选性电极的分类及响 应机理 ,2. 离子挑选性电极的性能参数 ,3. 测定离子活 ( 浓) 度的方法， 4 电位滴定法，要 把握的重点，难点和学问要点是，电位法测定溶液 pH 值的原理， pH 玻璃电极的特性及对-溶液 pH 测定的影响， F 挑选电极的结构，其响应电位与测定液中氟离子活度之间的关系，膜电极的响应没有肯定的专一性，而只有相对的挑选性，在表达电极电位与各组分的浓度 nF关系时可用下述方程式表示： E=k ± a n/a a n/ b ，直接法校正曲线法和标 lg( a k k ) i ij ij j k。

《仪器分析》电子教案第一章：绪论1.1 课程介绍理解仪器分析在现代科学领域的重要性了解仪器分析的基本概念和发展历程1.2 仪器分析的分类与特点掌握仪器分析的主要类型（如光谱、色谱、电化学等）理解各种分析方法的优缺点及适用范围1.3 仪器分析的基本原理学习基本的物理和化学原理，如光的散射、吸收、发射等掌握仪器分析的基本计算方法和数据处理第二章：光谱分析2.1 紫外-可见光谱分析学习紫外-可见光谱的产生原理掌握紫外-可见光谱仪的操作和应用实例2.2 红外光谱分析了解红外光谱的产生原理和仪器结构学习红外光谱图的解析及应用2.3 原子光谱分析掌握原子光谱的基本原理，包括原子发射光谱和原子吸收光谱了解原子光谱在元素分析中的应用第三章：色谱分析3.1 气相色谱分析学习气相色谱的原理、仪器结构及操作方法掌握气相色谱的定性和定量分析技术3.2 液相色谱分析了解液相色谱的原理和类型，如HPLC、UPLC等掌握液相色谱的仪器操作和应用实例3.3 色谱-质谱联用技术学习色谱-质谱联用的基本原理和仪器结构了解其在复杂样品分析中的应用和优势第四章：电化学分析4.1 电化学分析基本原理学习电化学分析的电位、电流、电量等基本概念掌握电化学分析法的种类及其适用性4.2 常见电化学分析方法学习伏安法、极谱法、电位滴定法等分析方法了解电化学分析在实际样品分析中的应用4.3 电化学探针技术掌握电化学探针的工作原理和应用领域学习如何选择合适的电化学探针进行特定分析第五章：现代仪器分析技术5.1 质谱分析理解质谱分析的基本原理和仪器结构学习质谱图的解析和质谱技术在分析中的应用5.2 核磁共振谱分析学习核磁共振谱的产生原理和仪器操作掌握核磁共振谱在有机化合物结构分析中的应用5.3 扫描隧道显微镜分析了解扫描隧道显微镜的工作原理和特点学习扫描隧道显微镜在表面分析和纳米技术中的应用第六章：光学分析技术6.1 激光光谱分析学习激光光谱的原理和特点掌握激光光谱技术在分析中的应用案例6.2 光纤光谱分析了解光纤光谱技术的原理和设备学习光纤光谱在远程分析和生物医学中的应用6.3 光学显微镜分析掌握光学显微镜的原理和操作学习光学显微镜在材料和生物样品分析中的应用第七章：电泳分析7.1 凝胶电泳分析学习凝胶电泳的原理和分类掌握凝胶电泳在生物大分子分析中的应用7.2 毛细管电泳分析了解毛细管电泳的原理和设备学习毛细管电泳在药物分析和生物分子分离中的应用7.3 电泳-质谱联用技术学习电泳-质谱联用的原理和流程掌握其在蛋白质分析和蛋白质组学中的应用第八章：电化学传感器分析8.1 电化学传感器的基本原理理解电化学传感器的工作原理和分类学习电化学传感器的设计和应用8.2 生物电化学传感器学习生物电化学传感器的工作原理和特点掌握生物电化学传感器在生物医学和环境监测中的应用8.3 纳米电化学传感器了解纳米电化学传感器的发展和优势学习纳米电化学传感器在灵敏度和选择性提高中的应用第九章：数据处理与质量控制9.1 数据处理基本方法学习仪器分析数据的基本处理方法，如校准、滤波、平滑等掌握数据曲线拟合和参数估计的技术9.2 质量控制和质保理解质量控制的原则和程序学习如何进行实验室质量管理和确保分析结果的准确性和可靠性9.3 统计分析在仪器分析中的应用学习统计学在数据分析中的应用掌握使用统计方法评估分析结果的可信度和精确度第十章：实验操作与案例分析10.1 实验操作技巧学习实验操作的基本规范和技巧掌握安全操作和实验室事故的处理方法10.2 实验案例分析分析实际案例，理解仪器分析在解决实际问题中的应用学习如何设计实验方案和解读实验结果重点解析本文档详细编写了一个关于《仪器分析》的电子教案，共分为十个章节。

仪器分析讲义绪论(Introduction)仪器分析是化学类专业必修的基础课程之一。

通过本课程的学习，要求学生把握经常使用仪器分析方式的原理和仪器的简单结构；要求学生初步具有依照分析的目的，结合学到的各类仪器分析方式的特点、应用范围，选择适宜的分析方式的能力。

分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学。

它包括化学分析和仪器分析两大部份。

化学分析是指利用化学反映和它的计量关系来确信被测物质的组成和含量的一类分析方式。

测按时需利用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。

它是分析化学的基础。

仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础成立起来的一种分析方式，测按时，常常需要利用比较复杂的仪器。

它是分析化学的进展方向。

仪器分析与化学分析不同，具有如下特点：（1）灵敏度高，检出限量可降低。

如样品用量由化学分析的ml、mg级降低到仪器分析的µL、µg级，乃至更低。

它比较适用于微量、痕量和超痕量成份的测定。

（2）选择性好。

很多仪器分析方式能够通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测按时，彼其间不产生干扰。

（3）操作简便、分析速度决,易于实现自动化。

（4）相对误差较大。

化学分析一样可用于常量和高含量成份的分析，准确度较高，误差小于千分之儿。

多数仪器分析相对误差较大，一样为5％，不适于常量和高含量成份的测定。

（5）需要价钱比较昂贵的专用仪器。

§1-1.仪器分析方式的内容和分类(Classification of Instrumental Analysis)分类:1.光学分析法以物质的光学性质为基础的分析方式(1) 分子光谱: 红外吸收可见和紫外分子荧光拉曼光谱(2) 原子光谱: 原子发射AES 原子吸收AAS 原子荧光AFS(3) X射线荧光: 发射吸收衍射荧光电子探针(4) 核磁共振顺磁共振2.电化学分析法溶液的电化学性质用于确信物质化学成份的方式(1)电导法:电导分析法电导确信物质的含量电导滴定法溶液的电导转变确信容量分析的滴定终点。

仪器分析电子教案(一)章节名称：引言教学目标：1. 让学生了解仪器分析的基本概念和重要性。

2. 让学生了解仪器分析的分类和常用仪器。

教学内容：1. 仪器分析的基本概念2. 仪器分析的重要性3. 仪器分析的分类4. 常用仪器简介教学过程：1. 引入话题：介绍仪器分析在科学研究和实际应用中的重要性。

2. 讲解基本概念：解释仪器分析的定义和原理。

3. 讲解重要性：阐述仪器分析在各个领域中的应用和作用。

4. 讲解分类：介绍仪器分析的分类和各种分类的特点。

5. 讲解常用仪器：简要介绍一些常用的仪器及其应用。

教学评估：1. 课堂提问：检查学生对仪器分析基本概念的理解。

2. 作业布置：让学生课后查阅相关资料，了解更多关于常用仪器的信息。

仪器分析电子教案(二)章节名称：光谱分析教学目标：1. 让学生了解光谱分析的基本原理和常用仪器。

2. 让学生了解光谱分析的应用和实例。

教学内容：1. 光谱分析的基本原理2. 常用光谱仪器简介3. 光谱分析的应用4. 光谱分析的实例教学过程：1. 引入话题：介绍光谱分析在科学研究和实际应用中的重要性。

2. 讲解基本原理：解释光谱分析的原理和基本概念。

3. 讲解常用仪器：简要介绍一些常用的光谱仪器及其特点。

4. 讲解应用：阐述光谱分析在各个领域中的应用和实例。

教学评估：1. 课堂提问：检查学生对光谱分析基本原理的理解。

2. 作业布置：让学生课后查阅相关资料，了解更多关于光谱仪器的信息。

仪器分析电子教案(三)章节名称：色谱分析教学目标：1. 让学生了解色谱分析的基本原理和常用色谱仪器。

2. 让学生了解色谱分析的应用和实例。

教学内容：1. 色谱分析的基本原理2. 常用色谱仪器简介3. 色谱分析的应用4. 色谱分析的实例教学过程：1. 引入话题：介绍色谱分析在科学研究和实际应用中的重要性。

2. 讲解基本原理：解释色谱分析的原理和基本概念。

3. 讲解常用仪器：简要介绍一些常用的色谱仪器及其特点。

实验一722 型分光光度计的性能检测一、目的1、学会使用分光光度计2、掌握分光光度计的性能检验方法二、提要1、分光光度计的性能好坏，直接影响到测定结果的准确性，因此新购仪器及使用一定时间后，均需进行检验调整。

2、利用KMnO4溶液的最大吸收峰值来检验波长的精度。

3、用同种厚度的比色皿，由于材料及工艺等原因，往往造成透光率的不一致，从而影响测定结果，故在使用时须加以选择配对。

三、仪器与试剂1、722 型分光光度计；2、小烧杯；3、坐标纸；4、滴管；5、擦镜纸；6、KMnO4溶液；四、操作步骤1、吸收池透光率的检查（测定透光率）吸收池透光面玻璃应无色透明，并应无水、干燥。

检查方法如下：以空气的透光率为100%，则比色皿的透光率应不低于84%，同时在450nm、650nm 处测其透光率，各透吸收池透光率差值应小于5%。

2、吸收池的配对性（测定透光率）同种厚度的吸收池之间，透光率误差应小于0.5%。

检查方法如下：将蒸馏水分别注入厚度相同的几个吸收池中。

以其中任一个比色皿的溶液做空白，在440nm 波长处分别测定其它各比色皿中溶液的透光率，然后选择相差小于0.5% 的吸收池使用。

3、重现性（光度重复性）（测定透光率）仪器在同一工作条件下，用同种溶液连续测定7 次，其透光率最大读数与最小读数之差（极差）应小于0.5%。

检查方法如下：以蒸馏水的透光率为100%，用同一KMnO4溶液连续测定7 次，求出极差，如小于0.5%，则符合要求。

4、波长精度的检查（测定A）为了检查分光系统的质量，可用KMnO4溶液的最大吸收波长525nm 为标准，在待检查仪器上测绘KMnO4溶液的吸收曲线。

检查方法如下：取3.0×10-5mol/L 的KMnO4溶液，以蒸馏水为空白，在460nm~580nm 范围内，分别测定460、480、500、510、520、522、524、525、526、528、530、540、550、560、570、580nm 波长处的吸光度，在坐标纸上绘出吸收曲线。

仪器分析教案目录一、课程概述 (2)1.1 仪器分析的重要性 (2)1.2 课程目标 (3)1.3 课程内容概览 (4)二、仪器分析基础知识 (5)2.1 仪器分析基本概念 (7)2.1.1 定义与分类 (9)2.1.2 仪器分析的基本原理 (10)2.2 仪器的基本结构与性能 (11)2.2.1 常见仪器结构介绍 (13)2.2.2 仪器性能指标及评价方法 (14)三、实验技术与操作规范 (16)3.1 实验前的准备与检查 (17)3.1.1 实验环境准备 (18)3.1.2 实验仪器的检查与校准 (19)3.2 实验操作规范及步骤 (20)3.2.1 仪器的操作使用规程 (21)3.2.2 实验数据处理与分析方法 (21)四、仪器分析实验教程 (22)4.1 实验一 (23)4.1.1 实验目的 (24)4.1.2 实验原理 (24)4.1.3 实验步骤与方法 (25)4.1.4 实验数据分析与总结 (26)4.2 实验二 (28)4.2.1 实验目的 (28)4.2.2 实验原理 (28)4.2.3 实验操作及数据处理 (29)4.2.4 结果分析与讨论 (30)五、仪器维护与故障排除 (31)5.1 仪器的日常保养与维护 (33)5.1.1 清洁与防尘 (34)5.1.2 仪器的存放与运输要求 (34)5.2 仪器故障排查与修复方法 (36)5.2.1 常见故障原因及排除方法 (37)5.2.2 故障诊断与修复技巧 (38)一、课程概述仪器分析是一门综合性应用学科，它涉及使用各种仪器的实验方法来测定物质的成分、结构、性质及其变化规律。

本课程旨在向学生介绍仪器分析的基本原理、仪器设备、操作技能以及在实际中的应用案例。

通过本课程的学习，学生将掌握常见仪器分析方法的基本操作，了解仪器分析在化学、生物、医学、环境科学等领域中的重要作用，并具备运用仪器分析技术解决实际问题的能力。

本课程将围绕仪器分析的基本理论、仪器设备的构造与工作原理、实验技巧及应用实例展开。

仪器分析课程教案一、课程简介1. 课程目的：使学生掌握常用仪器分析方法的基本原理、仪器构造及操作技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2. 课程内容：涵盖光学分析、电化学分析、色谱分析、质谱分析等常用仪器分析方法。

3. 适用对象：高等院校化学、化工、生化、药学专业本科生。

二、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握各类仪器分析方法的基本原理；（2）了解仪器分析方法在实际中的应用；（3）学会使用常见仪器进行分析操作。

2. 过程与方法：（1）通过实验操作，培养学生的动手能力；（2）通过问题讨论，提高学生的分析问题、解决问题的能力。

3. 情感、态度与价值观：（1）培养学生对仪器分析学科的兴趣；（2）树立学生科学探究的精神。

三、教学方法1. 讲授与实验相结合：理论讲授为基础，实验操作作为实践环节，使学生更好地理解仪器分析方法。

2. 问题驱动：引导学生思考实际问题，激发学生的学习兴趣，提高学生的分析问题、解决问题的能力。

3. 小组讨论：鼓励学生相互交流、探讨，培养学生的团队合作精神。

四、教学内容1. 第一章：光学分析法（1）紫外-可见光谱分析；（2）红外光谱分析；（3）拉曼光谱分析。

2. 第二章：电化学分析法（1）电位分析法；（2）电导分析法；（3）库仑分析法。

3. 第三章：色谱分析法（1）气相色谱分析；（2）液相色谱分析；（3）色谱-质谱联用分析。

4. 第四章：质谱分析法（1）质谱仪器的基本原理；（2）质谱图的解析；（3）质谱分析在实际中的应用。

5. 第五章：原子光谱分析法（1）原子吸收光谱分析；（2）原子荧光光谱分析；（3）原子发射光谱分析。

五、教学安排1. 课时：32学时，包括16次理论讲授和16次实验操作。

2. 教学方式：讲授与实验相结合。

3. 教学评价：课堂表现、实验报告、课程论文相结合。

六、第六章：流动分析法（1）溶液的配制与处理；（2）流动分析仪器的构造及操作；（3）流动分析在环境监测中的应用。

《仪器分析》电子教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解《仪器分析》课程的基本概念、内容、目标和意义。

强调仪器分析在科学研究和实际应用中的重要性。

1.2 仪器分析方法的分类介绍光学分析法、电化学分析法、色谱分析法等常见仪器分析方法。

解释各种方法的原理和特点。

1.3 实验操作规范强调实验室安全、实验操作规范和数据处理的要求。

第二章：光谱分析2.1 紫外-可见光谱分析解释紫外-可见光谱的原理和应用。

介绍紫外-可见光谱仪的使用方法和操作步骤。

2.2 红外光谱分析解释红外光谱的原理和应用。

介绍红外光谱仪的使用方法和操作步骤。

2.3 拉曼光谱分析解释拉曼光谱的原理和应用。

介绍拉曼光谱仪的使用方法和操作步骤。

第三章：色谱分析3.1 气相色谱分析解释气相色谱的原理和应用。

介绍气相色谱仪的使用方法和操作步骤。

3.2 高效液相色谱分析解释高效液相色谱的原理和应用。

介绍高效液相色谱仪的使用方法和操作步骤。

3.3 色谱数据处理解释色谱数据的处理方法，如峰面积计算、峰高度计算等。

介绍色谱数据处理软件的使用方法和操作步骤。

第四章：电化学分析4.1 电位分析解释电位分析的原理和应用。

介绍电位分析仪的使用方法和操作步骤。

4.2 电化学发光分析解释电化学发光分析的原理和应用。

介绍电化学发光分析仪的使用方法和操作步骤。

4.3 电化学探针技术解释电化学探针技术的原理和应用。

介绍电化学探针技术的使用方法和操作步骤。

第五章：质谱分析5.1 质谱原理和仪器解释质谱分析的原理和应用。

介绍质谱仪的使用方法和操作步骤。

5.2 质谱数据解析解释质谱数据的解析方法和技巧。

介绍质谱数据解析软件的使用方法和操作步骤。

5.3 质谱应用案例分析分析质谱在蛋白质分析、代谢组学等领域的应用案例。

强调质谱在科学研究和实际应用中的重要性。

第六章：原子吸收光谱分析6.1 原子吸收光谱原理解释原子吸收光谱的原理，包括光源、样品原子化、检测器等。

介绍原子吸收光谱仪的使用方法和操作步骤。

（光学分析和色谱分析）山东大学公共卫生学院卫生检验研究室邵丽华仪器分析是根据物质的物理和化学性质来获取物质化学组成、含量、结构及相关信息的科学；它是分析化学的重要组成部分。

随着科学技术的发展，分析化学已由过去的经典分析方法为主转向以仪器分析方法为主。

仪器分析在医学科学和生命科学中，对揭示生命起源、从分子水平上研究生命的过程；临床检验中的配合诊断和治疗疾病；预防医学领域内的环境监测；卫生检验领域的职业中毒检验、营养成分分析等都起着重要作用。

仪器分析是卫生检验专业的重要的专业基础课。

仪器分析课程的特点是基本理论与实践紧密结合，通过严格的实验训练，培养认真的科学态度及独立进行精密科学实验的技巧，提高分析问题和处理问题的能力，为后继课程的学习以及从事医药卫生和科学研究打下良好的基础。

章学时数累计学时数紫外可见分光光度法7 7原子吸收分光光度法 5 12分子荧光分析法 4 16色谱分析导论 4 20气相色谱法 6 26高效液相色谱法 4 30合计30《仪器分析》武汉大学化学系编.高等教育出版社出版2001年3月，第1版《仪器分析》方惠群，于俊生，史坚编. 科学出版社出版2002年2月，第1版《仪器分析》郭永等编. 地震出版社出版2001年4月，第1版1. 本教案源自现山东大学卫生检验专业和预防医学专业使用教材《分析化学》，邹学贤主编.人民卫生出版社出版，第1版. 教案中如有错漏，请以该教材中内容为准。

2. 每章中都备有“基本要点”，共阅读时参考。

3. 为便于阅读，教案目录中的各个条目均与相应章节链接，点击目录中想要阅读的条目，即可跳转至相应位置以供阅读（想要返回目录页时，建议使用word 工具栏的“返回”符号）。

紫外可见分光光度法 (4)光学分析法 (4)电磁波 (4)分子吸收光谱 (6)光的吸收定律 (10)分光光度计 (13)定性及定量分析方法 (16)光度法显色反应条件和测量条件的选择 (18)紫外-可见分光光度法应用 (21)自测题 (21)原子吸收分光光度法 (23)基本原理 (23)原子吸收分光光度计 (30)定量分析方法 (31)原子吸收分光光度法干扰及消除 (32)原子吸收实验技术及应用 (34)自测题 (36)分子荧光分析法 (37)基本原理 (38)溶液的荧光强度 (41)测量荧光的仪器 (43)应用与示例 (44)自测题 (45)色谱分析导论 (46)色谱法及其分类 (46)色谱流出曲线和术语 (48)色谱分析基本原理 (50)自测题 (60)气相色谱法 (62)概述 (62)气相色谱分离条件的选择 (63)色谱柱 (65)气相色谱检测器 (67)气相色谱定性定量分析 (71)毛细管柱气相色谱法 (75)顶空气相色谱法 (76)气相色谱法的应用 (77)自测题 (78)高效液相色谱法 (79)概述 (79)高效液相色谱仪 (80)色谱分离条件选择 (84)液-固色谱法 (85)化学键合相色谱法 (86)离子交换色谱法 (87)尺寸排阻色谱法 (88)高效液相色谱法的应用 (89)自测题 (90)紫外可见分光光度法∙ 光学分析法光学分析法—利用辐射与物质间相互作用进行定性、定量的分析方法。