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第一章仪器分析绪论课件

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大学仪器分析(概述)PPT教学课件

大学仪器分析(概述)PPT教学课件

2.雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。 湖上影子，惟长堤一痕、湖心亭一点、与 余舟一芥、舟中人两三粒而已。
这是一幅绝妙的湖山夜雪图。“雾凇沆砀”是形容 湖面上雪花水气混濛不分，茫宕一片之态。雾，是 由天空向下飘的云气；凇，是湖面向上涌的水气； 沆砀，是飘荡、混茫之态。这句把大雪盖地的静穆 与水气、云雾的上下混融糅为一体，做到动静相承， 既写出雪的精神也写出了雪的气象。然后，作者叠 用三个“与”字，把天空、云层、湖水之间浑茫莫辨 的壮阔雪景生动地表现了出来。这是对湖心亭雪 景的总体描绘。
电位计 信号处理：运算放大 输出： 记录仪、计算机
二．仪器分析的特点
• １．灵敏度
• ２．分析速度快，效率高 可以一次分 析样品中多种元素信息；
• ３．选择性好； • 4．准确度 相对较低５％； • 5．一般仪器价格较贵，维修使用成本较高
800MHz NMR~120万美元。
三．分析方法的选择
现代仪器分析方法迅速发展，应用互相交 叉，要正确选择一个分析方法需要对分析 方法及分析对象有一个较好的了解。 •对样品了解： １．准确度、精确度要求； ２．可用样品量； ３．待测物浓度范围； ４．可能的干扰； ５．样品基体的物化性质。
解：此组数据中，组分浓度为零时，吸光度不为零，这可能是在试剂中 含有少量Mn，或者含有其它在该测量波长下有吸光的物质。
设Mn含量值为x，吸光度值为y，按公式计算回归系数a，b值。n=7。
7
7
x 0.06; y 0.275; (xi x)( yi y) 0.0442 ; (xi x)2 0.0112
式中
y=a+bx
n
(xi x)(yi y)
b i1 n (xi x)2 i 1

仪器分析 课件 第一章：绪论

仪器分析 课件 第一章：绪论
2
四 课程性质与目标
1. 课程性质
仪器分析：化学+物理学+电子技术+计算机 (综合性 学科) 基础课：化学专业、应用化学、生物化学、环境化 学等专业的基础课；
2. 课程目标
培养两类人才：分析仪器的熟练应用者——解决问 题；创新型人才——发现问题，开拓新领域；
(1 ) 掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪器结构； (2 ) 使学习者具备选择适宜的分析方法的能力；
22
应该指出：仪器分析本身不是一门独立的学 科，而是多种仪器方法的组合。可是这些 仪器方法在化学学科中极其重要。它们已 不单纯地应用于分析的目的，而是广泛地 应用于研究和解决各种化学理论和实际问 题。因此，将它们称为“化学分析中的仪 器方法”更为确切。
ห้องสมุดไป่ตู้
23
四 仪器分析与化学分析的区别
化学分析 从原理看 根据化学反应及计 量关系 仪器分析
按试样量的大小：
常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
1 0 0 10~ 100 0 .1 ~ 1 0 0 .1
1 0 1~ 10 0 .1 ~ 1 0 .0 1
30
1-5 仪器分析的发展
20世纪40~50年代兴起的材料科学， 60 ~70年代发展起来的环境科学都促进了 分析化学学科的发展。80年代以来，生命 科学的发展也促进分析化学一次巨大的发 展。仪器分析是分析化学的重要组成部分， 也随之不断发展，不断地更新自己，为科 学技术提供更准确、更灵敏、更专一、更 快速、更简便的分析方法。
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如生命科学研究的进展，需要对多肽、 蛋白质、核酸等生物大分子进行分析， 对生物药物分析，对超微量生物活性 物质，如单个细胞内神经传递物质的 分析以及对生物活体进行分析。 信息时代的到来，给仪器分析带来了 新的发展。信息科学主要是信息的采 集和处理。

仪器分析课件

仪器分析课件

SDL=Sb +k1 sb
S
sb
测定次数，n
仪器噪音及方法检出限
K1=3时，可以认为仪器检出的最小信号值SDL可能性为95%
Sb：空白信号的平均值， sb空白信号的标准差
检出限如何计算呢？
测定空白样品(或浓度接近空白值）20-30次，求其
平均值 Sb 及其标准偏差 sb，则可分辨的最小信号
SDL= Sb+k1sb
1.2 1.0
0.8
S 0.6
0.4
0.2
0.0 0.0
S1 5
Sx
S3
S2
20 cx 30
浓度，c
S4 40
标准曲线法的准确性与否与两个因素有关：标准物浓 度配制的准确性；标准基体与样品基体的一致性。
相关系数（-1<r<1）
标准加入法（Standard addition method）
具体做法： l 将一系列已知量待测物分别加入到几等份的样品中，配制 成浓度为(cx+0)，(cx+c1), (cx+c2), (cx+c3)……..，得到和样品 有相同基体的标准系列(加标，spiking)； l 通过仪器分别测量以上系列的响应值 S0，S1，S2，S3， S4……； l 以浓度c对响应信号与S作图，再将直线外推与浓度轴相交 于一点(下图)，求得样品中待测物浓度cx。 优点：基体(matrix)相近，或者说基体干扰相同； 缺点：麻烦，适于小数量的样品分析。
标准曲线法； 标准加入法； 内标法。
标准曲线法（Calibration curve，Working curve, Analytical curve）
具体做法： l 准确配制已知待测物浓度的系列: 0(空白)，c1，c2 ，c3，c4……..； l 通过仪器分别测量以上各待测物的响应值S0，S1 ，S2，S3，S4……及待测物的响应值Sx； l 以浓度c对响应信号与S作图得到标准曲线，然后 通过测得的Sx从下图中求得cx；或者通过最小二乘 法获得其线性方程再直接进行计算。

仪器分析科目学习PPT绪论

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三、仪器分析的特点： 1 通常将被测组分的浓度变化或物理性质变化转变成某种电性能（如电阻、电导、 电位、电流）的变化。2 易于实现自动化、联接计算机。3 操作简便而快速。4 灵敏度高（ppm 百万分之一、ppb 十亿分之一、ppt 万亿分之一数量级痕量物质 测定）。
四、仪器分析和化学分析的关系 是相互转化的，各有优点和局限性，选择方法的四因素：分析时间、准确度、灵 敏度、选择性。
二、仪器分析的分类
通常按可用于分析的物理或物化性质分：
可用于分析目的的物理性质
方法分类
被测物理性质
相应的分析方法
电化学分析法 半电池电位 电位法，电位滴定，离子选择性电极
电导
电导法
电流电压特性 极谱法，伏安滴定，溶出伏安法
电量
Байду номын сангаас
库仑法（恒电位，恒电流）
光谱分析法
辐射的发射 发射光谱法（X-射线、紫外、可见光区等），
1
第 1 章 绪论 一、仪器分析的概念 分析化学包括： 化学分析：以物质的化学反应为基础的分析方法。如重量分析法、滴定分析法（酸 碱、沉淀、络合、氧化还原）等。 仪器分析：以物质的物理性质或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程 中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对其进行定性、定 量、形态和结构分析的分析方法。通常需要比较贵重、精密的专有仪器。如光学 分析法、电化学分析法、色谱分析法等。
辐射的吸收
火焰光度法，放射化学法 分光光度法（X-射线、紫外、可见光、红外
（TOC 分析仪）），原子吸收法，核磁共振波
谱法，电子自旋共振波谱法
色谱分析法 热分析法 其它分析法
辐射的散射 辐射的折射 辐射的衍射 辐射的旋转

仪器分析ppt

仪器分析ppt
(2)热分析法 该方法是通过测定物质的质量、体积、热导
或反应热与温度之间的关系而建立起来的一种分 析方法。有热重量法，差热分析法等。
§1-2 仪器分析的发展趋势
当前分析化学的特点：不仅要解决静态物质的 成分分析，而且要解决瞬时变化的暂态的物质的 成分分析；不仅要解决物质总体的总量分析，而 且要解决微区、薄层以及元素所存在的状态与价 态分析。
鉴于以上两种情况，本章讨论几种常用的分 离与富集的方法。
§2-1 沉淀分离法 这是一种较经典的分离方法，经过不断的发
展与完善，目前还经常使用。 一.无机沉淀剂沉淀分离法
定量分析中，当试样组成较简单，如碳酸钠、 氢氧化铁等，可直接把它们处理成溶液后进行滴 定；但如果为混合试样时，如Fe3+、Zn2+混合溶 液，要测其中的Fe3+含量，就必须除去Zn2+。 已知： KspFe(OH )3 3.51038 , KspZn(OH )2 1.2 1017
达到了平衡，即： A水 A有
A物质在两相中的浓度关系可用分配系数KD表 示： KD=[A有]/[A水]
如I2在水和CCl4之间的分配系数KD是一常数为 85.3，即: [I ]2 CCl4 /[I 2]H 2O 85.3
有些物质在两相中的存在形式与I2不同比较复
杂，如：Os(锇)，如果同样用CCl4来萃取溶液中 OsO4时，水相中Os是以OsO4、OsO52-、HOsO-5等三 种形式存在；此时若用分配系数(KD=[OsO4]有/ [OsO4]水)来表示锇元素在两相中分配就说明不 了实际情况，为此引入了分配比D的概念，即：
第一章 绪论
§1-1 仪器分析定义、内容和分类 一.定义与内容
分析化学是人们用来认识自然的重要手段之 一，是一门研究物质组成状态和结构的学科。 它包括化学分析和仪器分析两大部分。

[课件]仪器分析1绪论PPT

[课件]仪器分析1绪论PPT
化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的g、L 级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分 的测定。
• 选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择
或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互 间不产生干扰。
• 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。
2018/12/3
仪器分析的特点（与化学分析比较）
• 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和
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发展中的仪器分析
• 联用分析技术已成为当前仪器分析的重 要发展方向。将几种方法结合起来，特 别是分离方法（如色谱法）和检测方法 （红外光谱法、质谱法、核磁共振波谱 法、原子吸收光谱法等）的结合，汇集 了各自的优点，弥补了各自的不足，可 以更好地完成试样的分析任务。
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发展中的仪器分析
• 计算机与分析仪器的结合，出现了分析 仪器的智能化，加快了数据处理的速度。 它使许多以往难以完成的任务，如实验 室的自动化，图谱的快速检索，复杂的 数学统计可轻而易举得于完成。信息的 采集和变换主要依赖于各类的传感器。 这又带动仪器分析中传感器的发展，出 现了光导纤维的化学传感器和各种生物 传感器。
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发展中的仪器分析
• 如生命科学研究的进展，需要对多肽、蛋白 质、核酸等生物大分子进行分析，对生物药 物分析，对超微量生物活性物质，如单个细 胞内神经传递物质的分析以及对生物活体进 行分析。 • 信息时代的到来，给仪器分析带来了新的发 展。信息科学主要是信息的采集和处理。
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发展中的仪器分析
• 20世纪40~50年代兴起的材料科学，60 ~70年代发展起来的环境科学都促进了分 析化学学科的发展。80年代以来，生命 科学的发展也促进分析化学一次巨大的 发展。仪器分析是分析化学的重要组成 部分，也随之不断发展，不断地更新自 己，为科学技术提供更准确、更灵敏、 专一、快速、简便的分析方法。

仪器分析课件绪论

仪器分析课件绪论

智能化与自动化仪器的发展
智能化仪器
具备自动校准、自动诊断和自我 修复等功能，减少人工干预，提
高仪器的稳定性和可靠性。
自动化仪器
能够实现样品处理、分析检测和 结果输出的全自动化，提高工作
效率和降低误差。
技术挑战
如何实现仪器的高度智能化和自 动化，同时保证分析的准确性和 可靠性，是该领域面临的重要挑
战。
离子选择性电极原理
色谱原理
利用不同物质在固定相和流动相之间 的分配系数差异，实现对待测物质的 分离和测定。
利用离子选择性电极对待测离子产生 电位响应，从而实现对离子的测定。
仪器分析的生物原理
酶反应原理
利用酶的催化作用对待测 物质进行转化，并利用相 应的检测方法进行测定。
免疫分析原理
利用抗原与抗体之间的特 异性结合反应，实现对蛋 白质、激素等生物大分子 的测定。
仪器分析的物理原理
01
02
03
光学原理
利用光的吸收、发射、散 射等特性，通过测量光与 物质相互作用后的变化来 分析物质。
电学原理
利用电学参数（如电流、 电压、电阻等）的变化来 分析物质。
磁学原理
利用物质的磁学性质进行 分析，如磁化率、磁滞现 象等。
仪器分析的化学原理
化学反应原理
通过化学反应将待测物质转化为其他 可测量的物质或产生某些可测量的物 理现象。
详细描述
生物分析法包括免疫分析法、酶联免疫吸附试验、生物传感器等，广泛应用于医学诊断、环境监测等领域。通过 利用生物体内产生的物质或酶与目标物质的特异性结合，可以实现对目标物质的定性和定量分析。
04
仪器分析的应用领域
环境监测
总结词
仪器分析在环境监测中发挥着重要作 用，用于检测和评估环境中的污染物 和有害物质。

仪器分析INSTRUMENTALANALYSIS课件

仪器分析INSTRUMENTALANALYSIS课件
Optical analysis
Thermo-analysis
●Potentiometry(Half-cell potention) ●Conductimetry (Conductance) ●Voltammetry (Current-Voltage) ●Coulometry (Charge) ●Amperometry (Current)
定量界限（Quantitation Limit） The lowest amount of
analyte in a sample that can be quantitated with suitable precision and accuracy. Usually the Quantificational limit is evaluated as the Signal-to-Noise ratio that is equivalent to 10 times the standard
<0.1
>10 1~10 0.1~1 <0.01
●Higher sensitivity, detection limit down to lower
level 如样品用量由化学分析的mL、mg级降 低到仪器分析的g、L级，甚至更低。适合 于微量（micro-)、痕量(trace)和超痕量 (ultratrace)成分的测定。
能化。
常量分析、半微量和微量分析
Methods
Mass of test Volume of test
sample/mg
solution/mL
Macro analysis Semi-microanalysis
Microanalysis Ultra microanalysis
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第一章仪器分析绪论
标准加入法的原理
• 原理： sx k1cx
sTk1(cxcs)
•
cx cssx sT sx
• 当 sT 0时， cx cs
第一章仪器分析绪论
9.前景展望
1. 生命科学研究对分析化学提出高的要求。(活体分析， 单细胞分析，基因分析，及药物的检测等)
2. 环境监测及控制。(自动化 智能化 微型化)
第一章仪器分析绪论
电分析化学方法
以电讯号作为计量关系的一类方法, 主 要有五大类: 电导、 电位、 电解、 库仑及 伏安。
第一章仪器分析绪论
色谱法
是一类分离分析方法, 主要有气相色谱和液相色谱。 其它仪器分析方法 ① 质谱； ② 热分析（包括热重量法、差热分析法、差示扫描量
热法和测温滴定法 ）； ③ 放射分析（包括同位素稀释法、放射性滴定法、活
4. 相对误差一般较大: 如发射光谱分的相对误差为5%~20%。但
其绝对误差很小，对于微量成分（低含量组分）的分析，完全可 满足要求
5. 价格一般来说比较昂贵。
第一章仪器分析绪论
8. 仪器分析方法的校正
1.工作曲线法：配制标准系列 ；测定各溶液信号，作
工作曲线 ；测Sx，并从曲线上求出Cx 。
2.标准加入法 3.内标法
第一章仪器分析绪论
1.芯片上实验室(Labs-on-a-chip)
R．E． Service，Science，1998，282，399. AnIntegrated Nanoliter DNA Analysis Device Mark A.etc.,science,
1998,282,484.
2. CAENS 计算机
第一章仪器分析绪论
4. 分析仪器基本组件
第一章仪器分析绪论
5. 仪器分析方法的分类
第一章仪器分析绪论
光分析法
光谱法和非光谱法 非光谱法是指那些不以光的波长为征的寻
号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反 射，折射，干射，衍射，偏振等）。
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，包括原子光谱分析和分 子光谱分析。
仪器分析 Instrumental Analysis
E-mail:
第一章仪器分析绪论
绪论 Introduction
1. 什么是仪器分析？
一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特 殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理 化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、 成分含量及化学结构等信息的一类方法。
12 （非火焰式） 。DL一般都在ppm级、ppb级，甚至可达ppt、 ppf级。
2. 选择性好: 一般来说，比化学分析法的选择性好得多。如，化
学分析中的EDTA配位滴定，阳离子定性分析等，选择性很差 。
3. 操作简便,分析速度快,易于实现自动化: 被测组分的浓度
变化或物理性质变化能转变成某种电学参数 （如电阻﹑电导 ﹑ 电位 ﹑ 电容﹑电流等），故易于连接电子计算机，实现自动化。
第一章仪器分析绪论
参考书（References)
1.赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽，仪器分析. 高等教育出版社，1990年版 2.武汉大学化学系，仪器分析. 高等教育出版社， 2000年版 3. 北京大学化学系，仪器分析教程. 北京大学出 版社，1997年版 4.刘志广，仪器分析.高等教育出版社，2007年版 5.杜一平，现代仪器分析方法.华东理工大学出版 社，2008年版
化分析法 ）
第一章仪器分析绪论
6. 仪器的主要性能指标
1.精密度（Precision）：测量数据间相互接近的程度，
通常用相对标准偏差（RSD%）来量度。
2.灵敏度(Sensitivity) ：区别具有微小差异浓度分析物能
力的量度,灵敏度受到两个因素的限制：即效正曲线的斜率 和测量设备的重现性或精密度。相同的精密度：曲线斜率 较大，灵敏度越高。
3.检出限（Detection limit）：指能以适当的置信度被
检出的组分的最小量或最小浓度 ,与仪器的噪声相关（3倍）
4.校正曲线的线性范围 （Linear range） 5.选择性（Selectivity）：分析方法的选择性是指该方
法不受干扰的程度。
第一章仪器分析绪论
7. 仪器分析的特点
1. 灵敏度高，检出限低: AAS的DL可达10 -9 （火焰式）和10 -
Chemically assembled electrons nanocumputers
第一章仪器分析绪论
第一章仪器分析绪论
我们将要探讨的内容
1. 色谱分析：气相色谱法和高效液相色谱法 2. 电化学分析：电位分析法、伏安分析法和库仑
分析法 3. 光学分析：原子发射光谱法、原子吸收光谱法、
紫外吸收光谱法和红外吸收光谱法
这些方法一般都有独立的方法原理及理论 基础。
第一章仪器分析绪论
2. 仪器分析和化学分析的关系
分析化学是人们获得物质化学组成和结构信息的科 学，可分为化学分析和仪器分析两类。
化学分析：侧重于依据化学反应及其计量关系来进 行分析测定；
仪器分析：借助于一些特殊的仪器设备、通过测量 物质的某些物理或物理化学性质的参数（如光学、电学 参数等）及其变化来进行分析测定。
第一章仪器分析绪论
仪器分析学习方法赠言
第一章仪器分析绪论
关系：仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起 来的。 随着科学技术的发展，化学分析方法也逐步实现 仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备。化学分析是 分析化学的基础，而仪器分析则分析化学的发展方向。
第一章仪器分析绪论
3. 仪器分析的历史发展概况
1. 分析天平的发明和溶液理论的建立（四大平衡的建 立）
2.第二次世界大战前后的科学技术，其中物理学和电子 技术的发展为仪器分析奠定了基础。
（核磁共振（NMR），B loch F ，PurcellE M。 极谱，Heyrovsky J。 气相色谱，Martin A T P ，Synge R L M） 3. 计算机的发明，尤其微型计算的发展，给仪器分析 带来 全新的革命。