仪器分析-----01 绪论共26页

绪论
2、选择性 选择性好。 选择性 3、操作简便，分析速度快，容易实现自 自 动化。 动化 4、相对误差较大。 5、需要价格比较昂贵的专用仪器。
绪论
三：仪器分析的应用
除了定性和定量分析之外，还可用于物质的 结构、价态和状态分析，表面微区和薄层分 析，化学反应有关参数的测定以及微其他学 科尤其是生命科学 生命科学提供有用的化学信息 生命科学 不仅是分析测试方法，而且是强有力的科研 手段 分析化学的发展方向（3S+2A，？？） 发展方向（ 发展方向 ，？？）
质谱分析法 电化学分析法 仪器分析 色谱分析法 分析仪器联用技术 热分析法 光分析法
绪论
光学分析法：光谱法和非光谱法
光谱法：检测光谱的波长和强度
紫外－ 原子发射法、原子吸收法、原子荧光法、紫外－ 紫外 可见法、红外法、核磁共振法、X射线荧光法、分 可见法、红外法、核磁共振法 子荧光法、分子磷光法、化学发光法、激光拉曼法 等
非光谱法：测量某些光波性质的变化
折射法、干涉法、旋光法、X射线衍射法、电子衍 射法等
绪论 分子光谱 原子光谱 紫外可见法 原子吸收法 光分析法 核磁法 红外法
原子发射法 荧光法
绪论
电化学分析法
电参数不同，分为： 电导分析法、 电位分析法、 电解与库仑分析法、 伏安法和极谱法等
绪论
电化学分析方法的分类
仪器分析
高等教育出版社 （第三版）
绪论
主要内容 定义 特点 应用 分类 发展趋势
绪论
分析化学：测量与表征
物质的组成、结构和化学品质的科学
待测组分的化学、物理、物化、生化或生物 性质，进行定性、定量、阐明结构或进行化 学研究。 化学分析法：
经典分析化学，基于化学反应和物质的溶液理论 溶液理论， 溶液理论 主要用于物质成分的定性分析和定量分析

提纯。
适用范围有限
不同的仪器分析方法有不同的适用范围， 对于某些特定类型的样品或特定组分的测 定可能不适用。
对操作人员要求高
仪器分析需要操作人员具备较高的专业知 识和技能，能够正确使用和维护仪器，保 证分析结果的准确性和可靠性。
05 仪器分析的发展趋势
高通量和高灵敏度仪器的发展
总结词
随着科学技术的发展，仪器分析的高通量和 高灵敏度已成为重要的发展趋势。
红外光谱法是通过测量样品对红外光的吸收程度，来确定样品中分子的结构和组成。紫外-可见光谱法则是通过测量样品对紫 外-可见光的吸收和反射程度，来确定样品中分子的结构和组成。拉曼光谱法则是通过测量拉曼散射光的波长和强度，来确定 样品中分子的结构和组成。
电化学分析法
电化学分析法是利用电化学反应进行分析的方法。根据电化学反应过程中电流、电压、电导等参数的 变化，可以确定样品中物质的种类和浓度。电化学分析法包括电位分析法、伏安分析法、电导分析法 等。
详细描述
高灵敏度仪器能够检测更低浓度的物质，有 助于发现和诊断早期疾病，保护环境和食品 安全。高通量仪器能够在短时间内处理大量 样本，提高分析效率，满足大规模筛查和个 性化医疗的需求。
微型化与便携式仪器的发展
要点一
总结词
要点二
详细描述
仪器分析的微型化和便携化使得检测更为便捷，特别适用 于现场快速检测和移动医疗。
多技术联用仪器将电化学、光学、质谱等多种检测技术 集成在一个仪器中，充分发挥各种技术的优势，提高检 测的准确性和可靠性。这种仪器可以同时检测多种指标 ，提供更全面的信息，适用于复杂样品的分析和跨学科 的研究领域。
感谢您的观看
THANKS
VS
原子吸收光谱法是通过测量样品中原 子对特定波长光的吸收程度，来确定 样品中元素的含量。原子发射光谱法 则是通过测量样品中原子发射出的光 子能量和数量，来确定样品中元素的 种类和含量。

0.9
1 1.5 5 0.328
1.2
1 1.5 5 0.468
1.5
1 1.5 5 0.573
5.0
1 1.5 5 0.428
混匀后放置3-5 min
定容至50mL，放置10 min后于510 nm处测定A
解：求出标准系列溶液的浓度
cFe/mgL-1 A 0.6 0.112 1.2 0.227 1.8 0.328 2.4 0.468 3.0 0.573
吸附
分配 吸附 光、电、 质谱等
分配
静电 筛分 亲和
Signal
Time
1-4 分析仪器（1）
1-4 分析仪器（2）
分析仪器的基本结构单元
分析仪器种类繁多、型号多变、计算机应用和智能化程度 相差很大，但一般都是以下四个基本部件组成：
输出 信号
信号 发生器
分析 信号
检测器
输入 信号
信号 处理器
信号 显示装置
仪器校正灵敏度与所选标准物和测定条件有关！
有些仪器方法有习惯使用的表示方式。
1-4-2 检出限（1）
检出限指仪器所能检测到的最小有效信号对应的待测组分的浓 度或质量。最小有效信号如何确定？这就需要了解一下试样及 测量信号的组成。 试样：待测组分+基体 待测液：待测组分+基体+相关试剂+溶剂 理想空白：基体+相关试剂+溶剂（不含待测组分） 试剂空白：相关试剂+溶剂（选择合适的测定条件或前处理方
能消除，但可通过仪器的改善或适当的数据处理而减小，是影
响测量精密度的原因，也是决定检出限的主要因素之一。即所 测信号过小时，就难以区分是由待测组分产生还是仪器的自身 噪音，因此最小有效信号应大于本底信号一定倍数。

原料（Raw Materials）与材料
由原料到材料 ※原料一般不是为获得产品，而是生产材料，往往伴随化 学变化。 ※材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到产品的转 变过程不发生化学变化。
材料与物质(Materials and Matter)
※ 材料可由一种或多种物质组成。 ※ 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途各异 、类型不同的材料。
现代仪器分析及材料研究方法
第一章 绪论
任祥忠 深圳大学化学与化工学院
1
（一）材料的定义 (Definition)
材料 Materials Material：材料科学 （工科）
物质科学 （理科） •Webster编著的“New International Dictionary（1971年） ”中关于材料（Materials）的定义为：材料是指用来制造某些 有形物体（如：机械、工具、建材、织物等的整体或部分）的 基本物质（如金属、木料、塑料、纤维、陶瓷等） •材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状 的物质。
材料科学的发展趋势
1、从简单物质到复杂物质；随着对材料功能化要求的不断提高，构成材料
的基本物质也越来越倾向于从简单物质到复杂物质。
2、从简单结构到结构控制；对于同种材料，结构上的改变可以带来许多崭新
的功能，而对简单的结构加以调控，才可能使功能得到优化。
3、从粉体材料到器件材料；相对于粉体材料而言，当材料制备成器件后会具
冶炼方法——平炉、转炉、电炉、沸腾炉钢
铸铁 —
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨<4.5g/cm2） 铝、镁、纳、钙
• 重金属 （>4.58/cm2） 铜、镍、铅、锌
• 贵金属
金、银、铂、铑

∫ I =
e 0
I0e-KLd
∫ A = lg
e 0
I0
d
∫e 0
I0e-KLd
第14页，本讲稿共55页
对锐线光源，可以认为Kν= b×K0 为常数：
A
=
lg 1 e-bK0L
=
lg
eK0Lb
=
0.4343K0Lb
Under normal operation condition for AAS, line profile is mainly determined by Doppler broadening, hence,
这以公式表明：积分吸收值与单位原子蒸汽中吸收辐 射的基态原子数呈简单的线性关系，这是原子吸收光谱分析
法的重要理论依据。
第10页，本讲稿共55页
前面公式中： e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0
为单位体积内基态原子数；f 振子强度，即能
被入射辐射激发的每个原子的平均电子数，它正 比于原子对特定波长辐射的吸收几率。
若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。 但是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收， 需要分辨率非常高的色散仪器，技术上很难实现。 所以，1955年瓦尔西提出采用锐线光源来解决 求积分吸收值的难题。参见下图：
第11页，本讲稿共55页
第12页，本讲稿共55页
由图可见，在使用锐线光源时，光源发射线半宽度 很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射 线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K 在
一、原子吸收线和原子发射线
A
B
A 产生吸收光谱
B 产生发射光谱
E3
E0 基态能级
E1、E2、E3、激发态能级
E2

《仪器分析（第三版）》由齐鲁师范学院魏培海、南京科技职业学院曹国庆主持修订编写，参加此次修订工 作的还有齐鲁师范学院的朱文彩（第一章至第五章）和袁东（第六章至第九章）。《仪器分析（第三版）》由高 等教育出版社于2014年8月15日出版，全书由魏培海、曹国庆负责整理、统稿 。
2014年7月，《仪器分析（第三版）》入选第一批“十二五”职业教育国家规划教材书目 。
内容简介
《仪器分析（第三版）》主要介绍了最为常用的一些仪器分析方法，如光学分析介绍紫外-可见分光光度法、 红外吸收光谱法和原子吸收光谱分析法；电化学分析介绍电位分析法和库仑分析法；色谱分析介绍气相色谱法和 高效液相色谱法。另外，还简要了介绍质谱法 。
教材目录
注：目录排版顺序为从左列至右列。
教学资源
曹国庆，南京科技职业学院教师，曾被评为南京科技职业学院应用化学系2012至2013学年教学示范教师 。
谢谢观看
《仪器分析（第三版）》配套建设有智能备课系统及“仪器分析（第三版）”数字课程 。
教ห้องสมุดไป่ตู้特色
《仪器分析（第三版）》保持了编写该书的原有指导思想，即基础知识“必需、够用”、“突出应用性”和 “内容先进性”，同时保留了第二版原有的特色、风格和编排体系，并增添了一些其他特色：
1、增加的“绪论”都分便于学生总体了解仪器分析的基本概念、基本方法、特点和发展趋势，提高学生的学 习兴趣。
仪器分析（第三版）
2014年高等教育出版社出版的图书
01 修订过程
03 教材目录 05 教材特色
目录
02 内容简介 04 教学资源 06 作者简介
《仪器分析（第三版）》是魏培海、曹国庆主编的由高等教育出版社于2014年出版的“十二五”职业教育国 家规划教材，适用于化工技术类、生物技术类、制药技术类、食品类、环保类、轻化类等专业使用，也可供相关 科技人员参考。

一、实验目的
1．熟练掌握托盘天平的使用方法。 2．学习分析天平和电子天平的使用方法。 3．学会用直接法和减量法称量样品。
25.04.2020
普通化学实验 实验2 分析天平的使用
4
二、天平的构造及工作原理
（一）托盘天平
●托盘天平是实验室粗称药品和物品不可缺少的称量 仪器。其最大称量（最小准称量）为：
1—横梁 2—平衡螺丝 3—吊耳 4—指针 5—支点刀 6—框罩 7—环码 8—加码指数盘 9—支柱
图1-2 精密天平结构示意图
10—托叶 11—阻尼筒 12—光屏 13—托盘 14—盘托 15—水平调整脚 16—减震脚垫 17—升降钮
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普通化学实验 实验2 分析天平的使用
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★影响天平灵敏度的因素：
①首先是天平的三个玛瑙刀口的锐利程度；其次是天平梁的重 量W；梁的重心位置；天平臂的长度L。
②天平的负载状态等也将影响到天平的灵敏度。
③天平臂愈长，天平梁愈轻，其重心愈高则天平愈灵敏。
④在天平一定的条件下，可通过调节重心螺母的位置来改变 天平灵敏度。
⑤应注意：重心调节过高会引起天平臂的摆动，难以静止， 反而会降低天平的稳定性。一般的常量电光天平的灵敏度应 为10分度/毫克，或分度值S＝0.1毫克/分度即可。
普通化学实验 实验2 分析天平的使用
2
六、简要写出实验的步骤。 七、数据记录
（用表格记录引用的数据和实验的原始数据。）
八、数据处理
（用表格记录处理后的实验数据和比较实验现象。）
九、装置图的绘制
十、问题讨论
预习报告：每次实验前登记
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普通化学实验 实验2 分析天平的使用
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于研究分子的结构和化学键。
应用
用于有机化合物、高分子化合物、 无机化合物等的结构分析和鉴定。
特点
样品用量少、不破坏样品、分析 速度快、可与其他技术联用。
原子发射光谱法
原理
利用物质在受到激发后发射出特征光谱进行分析。不同元素受到激 发后会发射出不同的特征光谱，可用于元素的定性和定量分析。
应用
广泛应用于金属元素、非金属元素、有机物中元素的定性和定量分 析。
离子色谱法
专门用于离子型物质的分离和分析，如环境监测中的阴阳离子检测。
毛细管电泳色谱法
结合了毛细管电泳和色谱技术的优点，具有高分辨率和高灵敏度等 特点，适用于生物大分子和复杂样品的分析。
05 质谱分析法与联用技术
CHAPTER
质谱法基本原理及仪器结构
质谱法基本原理
通过测量离子质荷比 （m/z）进行成分和结 构分析的方法。
02 光学分析法
CHAPTER
紫外-可见分光光度法
原理
利用物质在紫外-可见光区的吸收 特性进行分析。通过测量物质对 特定波长光的吸收程度，确定物
质的种类和浓度。
应用
广泛应用于无机物、有机物、药物、 生物样品等的定性和定量分析。
特点
灵敏度高、选择性好、操作简便、 分析速度快。
红外光谱法
原理
利用物质在红外光区的吸收特性 进行分析。红外光谱是分子振动 和转动能级的跃迁产生的，可用
03 电化学分析法
CHAPTER
电位分析法
原理
利用电极电位与待测离子浓度之间的关系，通过测量电极电位来 确定待测离子浓度的分析方法。
应用
广泛应用于水质分析、环境监测、生物医学等领域，如pH计测量 溶液酸碱度、离子选择性电极测量特定离子浓度等。

直接电位法和电位滴定法。
电导分析法
电导分析法的基本原理
通过测量溶液的电导来确定待测物质的含量 或浓度。
电导分析法的分类
交流电导法和直流电导法。
电导分析法的应用
电导滴定法、电导率仪等。
库仑分析法
库仑分析法的分类
控制电位库仑分析法和控制电流库仑分析法。
库仑分析法的基本原理
通过测量电解过程中消耗的电量来确定待测 物质的含量或浓度。
定性分析方法
比较元素的特征吸收线，确定元素的种类。
原子吸收光谱仪的基本构造
光源、原子化系统、分光系统、检测系统。
定量分析方法
标准曲线法、标准加入法等。
03 电化学分析法
电位分析法
电位分析法的基本原理
通过测量电极电位来确定待测物质的含量或浓 度。
电位分析法的应用
pH计、离子选择性电极等。
电位分析法的分类
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毛细管电泳应用
生物大分子分析、手性分离 、药物分析、环境监测等领 域。
生物传感器法
生物传感器原理
利用生物活性物质（如酶、抗体、细胞等） 作为识别元件，将生物化学反应转化为可测 量的电信号。
生物传感器特点
选择性好、灵敏度高、响应速度快、可实现在线监 测和连续分析等。
生物传感器应用
环境监测、食品分析、药物分析、临床化学 等领域。
定性分析方法
定量分析方法
比较吸收光谱曲线的一致性，确定最大吸收 波长λmax和摩尔吸光系数ε。
标准曲线法、标准加入法、内标法等。
红外光谱法
红外光谱的产生
分子振动能级的跃迁伴随偶极矩的改变。
红外光谱仪的基本构造