课程讲义

目录第一章绪论 2第一节仪器分析简介 2第二节定量分析方法的评价指标 3第二章光学分析法导论 5第一节电磁辐射 5第二节原子光谱和分子光谱 5第三章紫外－可见吸收光谱法7第一节概述7第二节紫外－可见吸收光谱7第三节紫外－可见分光光度计7第四节紫外－可见吸收光谱法的应用8第四章红外吸收光谱法9第一节概述9第二节红外吸收基本理论9第三节红外吸收光谱仪11第四节红外吸收光谱分析11第五章分子发光分析法12第一节荧光分析法12第二节磷光分析法13第三节化学发光分析13第六章原子发射光谱法15第一节概述15第二节原子发射光谱法的基本原理15第三节原子发射光谱仪器15第四节光谱定性分析和半定量分析16第五节光谱定量分析16第六节原子发射光谱的特点和应用16第七章原子吸收与原子荧光光谱法17第一节概述17第二节原子吸收光谱法的原理17第三节原子吸收光谱仪器18第四节原子吸收光谱法的干扰及其抑制18第五节原子吸收光谱定量分析18第六节原子荧光光谱法18第八章电分析化学导论19第一节电分析化学方法的分类19第二节化学电池19第三节电极电位与液体接界电位20第四节电极种类20第九章电位分析法22第一节离子选择性电极的分类及响应机理22 第二节离子选择性电极的性能参数25第三节测定离子活(浓)度26第四节电位滴定法27第十章伏安与极谱分析法28第一节极谱分析法概述28第二节极谱分析法的基本原理29第三节极谱定量分析30第四节极谱波的种类及极谱波方程式31第五节极谱定量分析方法34第六节极谱催化波34第七节单扫描极谱法35第八节循环伏安法36第九节脉冲极谱法36第十节溶出伏安法37第十一章电解及库仑分析法39第一节电解分析法39第二节库仑分析法40第十二章色谱分析法42第一节概述42第二节气相色谱理论基础43第三节气相色谱法44第四节高效液相色谱法46第十三章核磁共振波谱法47第一节核磁共振基本原理47第二节核磁共振波谱主要参数48第三节核磁共振波谱仪48第十四章质谱分析法50第一节质谱分析法原理和仪器50第二节质谱图和主要离子峰50第三节质谱分析应用50第十五章其它仪器分析方法（选讲）52第一节流动注射分析52第二节热分析52第三节拉曼光谱52第四节X射线分析52《仪器分析》讲义第一章绪论本章是《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》的联系与区别，仪器分析方法的分类和它的发展情况，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行评价的几项指标。

学时计划为1学时。

第一节仪器分析简介内容提要：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。

重点难点：仪器分析方法的分类授课方式：讲授、PPT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两者的区别在于：①检测能力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根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⎭⎬⎫⎩⎨⎧的变化折射、衍射等基本性质物质之后，引起反射、非光谱法：电磁波作用拉曼散射磁辐射的吸收、发射或光谱法：依据物质对电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（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析。

⒋其它仪器分析方法包括质谱法、热分析法、放射分析等 。

三、仪器分析的发展概述发展趋势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各学科的互相渗透第二节 定量分析方法的评价指标内容提要：标准曲线绘制、评价定量分析方法的指标：灵敏度、精密度、准确度和检出限重点难点：相关系数、检出限授课方式：讲授PPT一、标准曲线⒈标准曲线及其线性范围标准曲线是被测物质的浓度或会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（或会量）的范围⒉标准曲线的绘制依据标准系列的浓度（或会量）和其相应的响应信号测量值来绘制。

通常用“一元线性回归法”的数据统计方法来绘出y 与x 的关系式：y=a+bx (1—1)式中b 为回归系数也即回归直线的斜率，a 为截距。

⒊相关系数r用来表证被测物质浓度x 与其响应信号值y 之间线性关系好坏程度的一个统计参数：0＜|r|＜1。

|r|越接近1，则y 与x 之间的线性关系就越好。

二、灵敏度定义：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。

S ＝dc dx 或S ＝dm dx（2—2）灵敏度S 实际上就标准曲线的斜率，S 值越大，方法的灵敏度越高。

三、精密度定义：使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度。

精密度常用标准偏差(s)或相对标准偏差(sr)表示：s=1n )x x (n1i 2i --∑= (1—4)sr=%100x s ⨯ (1—5)四、准确度定义：试样含量的测定值与试样含量的真实值相符合的程度。

Er=%100x ⨯ϖμ- (1—6)五、检出限定义：某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。

检出线：D=s x b L -=s s 3bsb 空白信号的标准偏差 S －灵敏度检出限是方法灵敏度和精密度的综合指标，是评价仪器性能及分析方法的主要技术指标。

第二章 光学分析法导论本章是学习光学分析法之前应具备的基础知识。

主要介绍光的波粒二象性，原子光谱和分子光谱基础知识。

在介绍电磁辐射基础上重点讲解能级跃迁图。

本章计划学时为1学时。

第一节 电磁辐射内容提要：电磁辐射的波动性和粒子性 电磁波谱原重点难点：电磁波谱区授课方式：讲授PPT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(υ)、波长(λ)和波数(δ)等波参数表征。

掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。

⒉微粒性普朗克方程 E λ∙=υ=c h h (2－3)该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来，二、电磁波谱按照波长的大小顺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。

第二节 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选择定则，分子光谱能收分子吸收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 PPT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ｌ2、磁量子数ｍ和自旋量子数ｓ来描述。

⒉光谱项原子的能量状态需要用n.L.S.J 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 L n 1s 2+表示光谱支项用J 1s 2L n +表示 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光谱选择定则只有符合光谱选择定则的跃迁才是允许的：1L ±=∆，0s =∆，0J =∆，1±⒌原子光谱⑴原子发射光谱：处于激发态原子不稳定，当返回基态或较低能态时而发射出特征谱线。

⑵原子吸收光谱：当光辐射通过基态原子蒸气时，原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射，原子基态跃迁到较高能态。

⑶原子荧光光谱：气态原子吸收光辐射后，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分子吸收光谱和分子发光光谱。

⑴分子吸收光谱：分子对辐射的选择性吸收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——可见吸收光谱，红外吸收光谱。

⑵分子发光光谱⎪⎩⎪⎨⎧化学发光电致发光光致发光：荧光、磷光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。

第三章紫外－可见吸收光谱法本章地位：本章是仪器分析课程中光分析方法的第一章，光分析方法中的一些基本理论、基本概念、基本专业术语，在本章中首次出现并应用，对光分析方法起着建立基本框架、引导学习思路的作用。

紫外－可见吸收光谱法历史较久远，应用十分广泛，与其它各种仪器分析方法相比，紫外－可见吸收光谱法所用的仪器简单、价廉，分析操作也比较简单，而且分析速率较快。

在有机化合物的定性、定量分析方面，例如化合物的鉴定、结构分析和纯度检查以及在药物、天然产物化学中应用较多。

本章内容：本章主要讨论了紫外－可见吸收光谱的产生、紫外－可见分光光度计仪器原理和结构以及紫外－可见吸收光谱法在有机定性及结构分析中的应用。

讲解思路：让学生首先了解：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。

而各种化合物，无机化合物或有机化合物吸收光谱的产生在本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。

电子跃迁类型是本章的难点。

最后了解利用紫外－可见分光光度计可使物质产生吸收光谱并对其进行检测。

鉴定的方法是本章的重点。

学时分配：3学时第一节概述内容提要：介绍紫外－可见吸收光谱法的基本概念。

紫外－可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。

也称作紫外和可见吸收光度法，它包括比色分析和紫外－可见分光光度法。

第二节紫外－可见吸收光谱内容提要：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。

无机化合物和有机化合物吸收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一定区别。

有机化合物吸收可见光或紫外光，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收波长与有机化合物的基团、结构有密切关系，根据此原理进行有机化合物的定性和结构分析。

无机络合物吸收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收系数很大，根据朗伯－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PPT。

第三节紫外－可见分光光度计内容提要：紫外－可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示五部分组成。

需讲解每部分的作用与原理。

光源。

范围氢（氘）灯：提供波长钨灯：适用波长范围种类测物质分子。