分析化学教案——第2章 计算机与仪器分析
《分析化学》教案-沈阳药科大学生命科学与生物制药学院
沈阳药科大学《分析化学》教案第一章绪论课时安排：1 学时第二章误差和分析数据处理（第一节）课时安排：1 学时一、教学目的了解分析化学学科及其在各领域的重要作用、发展趋势和前沿领域，激发学生对分析化学的学习兴趣和热情；使学生对分析方法的分类和分析过程及步骤有初步的概念；并明确分析化学课程的教学安排和方法。
掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系，误差产生的原因及减免方法。
二、教学重点1．教学重点分析化学的发展趋势、分析方法的分类、分析过程及步骤。
与误差有关的基本概念：准确度与误差，精密度与偏差，系统误差与偶然误差；2.教学难点准确度与精密度的关系；系统误差与偶然误差。
三、教学方法与手段1．教学方法采用启发式教学方法和向学生推荐参考书及期刊等方式，开阔学生的视野，激发学生的学习热情。
2．教学手段采用多媒体课件与板书相结合的教学手段，以多媒体教学为主。
四、教学内容第一章绪论（一）分析化学及其在科学进步和经济社会发展尤其在药学等领域的作用。
（二）分析化学的产生、发展和当前活跃领域。
（三）分析方法的分类1. 定性分析、定量分析、结构分析和形态分析；2. 无机分析和有机分析；3. 化学分析和仪器分析。
（四）分析过程和步骤明确任务、制定计划、取样、试样制备、分析测定（包括方法认证等）、结果计算和表达。
（五）分析化学课程的学习及要求。
第二章误差和分析数据处理（一）准确度和精密度1．准确度与误差⑴绝对误差测量值与真值之差称为绝对误差。
⑵相对误差绝对误差δ与真值μ的比值称为相对误差。
⑶真值与标准值2．精密度与偏差⑴偏差单个测量值与测量平均值之差称为偏差。
⑵平均偏差各单个偏差绝对值的平均值，称为平均偏差。
⑶相对平均偏差平均偏差d 与测量平均值x 的比值称为相对偏差。
⑷标准偏差⑸相对标准偏差3．准确度与精密度的关系准确度表示测量结果的正确性，精密度表示测量结果的重复性，精密度是保证准确度的必要条件，但并非充分条件，精密度高并不说明准确度也高，因为可能存在系统误差。
分析化学中的化学分析和仪器分析
分析化学中的化学分析和仪器分析摘要：对于分析化学来说，最为重要的两方面内容就是“化学分析”以及“仪器分析”，通过两方面的学习能够明确物质组成以及不同类型仪器的相关内容。
其中化学分析主要研究的是物质组成结构，可以按照化学反应来明确物质所具有的化学属性，而仪器分析的实际应用时间则相对短暂，但是两者之间存在相应的关联性，需要对其进行进一步分析研究。
关键词：分析化学；化学分析；仪器分析1化学分析和仪器分析的特点概述1.1化学分析的特点化学分析是分析化学中最为关键的内容之一，主要是依据物质化学元素和不同元素属性之间的差异性，通过定性和定量的方式来对物质进行科学的测量。
一般情况下，按照操作的差异性可以将化学分析分为滴定分析、重量分析等不同类型。
滴定分析主要是建立在溶液体积测量基础上的，以酸碱平衡、配位平衡、氧化还原平衡、沉淀溶解平衡等为依据，利用滴定设备将滴定剂加入到所测物质溶液容器当中，通过对滴定剂滴入量的检测来确定所测物的属性；重量分析主要是建立在质量测量基础上的，利用针对性的化学反应将所测物质组分进行有效分离，从而完成数量的测量。
化学分析需要以化学反应为基础条件，然后对化学反应中表现出的物理属性进行重点分析，从而得到较为准确的化学分析结果。
化学分析的过程离不开仪器设备的支撑，只有通过适宜的仪器进行辅助才能得到较为准确的化学分析结果。
1.2仪器分析的特点仪器分析需要采用特定设备，通过“化学实验分析”以及“物理实验分析”等不同方式进行。
为了确保仪器分析目标的实现，需要在分析时明确物理变化量。
为了能够采集到准确的分析数据，分析过程中需要采用不同类型设备和材料，并且利用“光学分析法”、“色谱法”、“电化学分析法”等不同试验方法进行分析。
另外，仪器分析速度相对较快，因此在进行大数据采样基础上，如果利用专业的软件技术进行数据采集分析，就能得到较为理想的分析结果。
例如在仪器分析时，可以通过远程操作模式来提升效率和结果的准确性。
仪器分析第二章 电化学分析
4.伏安分析
伏安分析是通过测定特殊条件下的电流 电 伏安分析是通过测定特殊条件下的电流—电 是通过测定特殊条件下的电流 压曲线来分析电解质的组成和含量的一类 分析方法的总称。 分析方法的总称。 凡是在滴汞电极上可发生氧化还原反应的 物质，如金属离子、金属络合物、 物质 ， 如金属离子 、 金属络合物 、 阴离子 和有机物均可用伏安法测定。 和有机物均可用伏安法测定。
原电池和电解池
在化学电池内，发生氧化反应的电极称为阳极，发生还 原反应的电极称为阴极。阳极和阴极上所发生的氧化还 原反应如下： 在阳极上 Zn ⇒ Zn2+ + 2e 在阴极上 Cu2+ + 2e ⇒ Cu 二者都是化学能与电能相互转化： 二者都是化学能与电能相互转化： 化学能与电能相互转化 电解池是外加电压提供能量， 原电池是把化学能转化为 电能释放出去。
Calomel electrode（甘汞电极） （甘汞电极）
两个玻璃套管,内套管 两个玻璃套管 内套管 封接一根铂丝,铂丝插 封接一根铂丝 铂丝插 入纯汞中,汞下装有甘 入纯汞中 汞下装有甘 汞(Hg2Cl2) 和汞的湖 状物;外套管装入 外套管装入KCl溶 状物 外套管装入 溶 液。甘汞电极的电极电 位与KCl浓度有关（表 浓度有关（ 位与 浓度有关 2-1 ）。 。
第二章 电化学分析法
什么是电化学分析 ?
将化学变化与电的现象紧密联系起来的学科便是电化学。 将化学变化与电的现象紧密联系起来的学科便是电化学。应用电化学的 电化学 基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析 基本原理和实验技术， 方法称之为电化学分析或电分析化学。 方法称之为电化学分析或电分析化学。 电化学分析或电分析化学
电位分析法的主要分类
化学仪器分析大学教案
课程名称：化学实验与技术授课对象：化学专业本科生课时安排：2课时教学目标：1. 理解化学仪器分析的基本原理和方法。
2. 掌握常用化学仪器的基本操作和实验技能。
3. 学会运用化学仪器分析解决实际问题。
4. 培养学生的科学素养和实验创新能力。
教学内容：一、化学仪器分析概述1. 介绍化学仪器分析的定义、发展历程和分类。
2. 强调化学仪器分析在化学研究、生产、检测等领域的重要性。
二、常用化学仪器及其操作1. 酸碱滴定仪：介绍滴定原理、滴定操作、滴定曲线分析等。
2. 分光光度计：介绍分光光度法原理、仪器结构、操作步骤等。
3. 气相色谱仪：介绍色谱法原理、仪器结构、操作步骤等。
4. 液相色谱仪：介绍色谱法原理、仪器结构、操作步骤等。
5. 原子吸收光谱仪：介绍原子吸收光谱法原理、仪器结构、操作步骤等。
三、实验案例分析1. 酸碱滴定法测定未知溶液的浓度。
2. 分光光度法测定溶液中某种物质的含量。
3. 气相色谱法分析混合物的组成。
4. 液相色谱法分离、鉴定和测定药物成分。
5. 原子吸收光谱法测定样品中的金属元素含量。
教学过程：一、导入1. 提问：同学们，你们知道化学仪器分析在化学领域的应用吗？2. 引导学生思考化学仪器分析的重要性。
二、讲授1. 讲解化学仪器分析概述，介绍其定义、发展历程和分类。
2. 分别讲解常用化学仪器的原理、结构、操作步骤等。
三、实验案例分析1. 结合实际案例，讲解如何运用化学仪器分析解决实际问题。
2. 鼓励学生积极参与讨论，提出自己的观点。
四、实验操作演示1. 演示酸碱滴定、分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收光谱法等实验操作。
2. 学生观察并提问，教师解答。
五、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 鼓励学生在课后进行复习，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的提问、讨论和实验操作情况。
2. 实验报告：检查学生的实验报告，评估其实验技能和数据分析能力。
分析化学与仪器分析
分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息 及其相关理论的科学，是化学中的信息科学。根据分析方 法所用手段，分析化学可分为化学分析和仪器分析。化学 分析是以物质的化学反应为基础，通过已知物与待测物的 化学关系，测出未知物含量的一种分析方法。仪器分析是 以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器 测定物质的物理性质或物理化学性质而分析出待测物质组 成、含量的一类分析方法。测量常量组分常用化学分析方 法，而测量微量组分（质量分数为10-3-10-6）、痕量组分 （质量分数为10-6-10- 9）或超痕量（质量分数为10-9—10-12） 组分时，则常用仪器分析方法。化学分析是仪器分析的基 础，仪器分析离不开化学分析，其不少分析过程需应用到 分析化学的理论。二者相辅相成，互为补充。在应用时应 当根据具体情况，取长补短，互相配合。当然，随着科学 技术的发展，必将出现更多可以替代化学分析方法的仪器 分析方法。
2019/7/24
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、质谱、核磁共振波谱法） 的结合，汇集了各自的优点、弥 补了各自的不足，可以更好的完 成试样分析任务。
2019/7/24
现代科学技术的发展，相邻学科之间相互渗透，使得 仪器分析中新方法层出不穷，老方法不断更新。光二极 管阵列检测器的商品化，使得光学分析方法的光谱范围 加宽、量子效率提高、暗电流变小、噪音降低、灵敏度 提高、线性范围加宽、可以同时获得多行数据，如得到 波长-强度-时间的三维谱图。在痕量分析中，免疫法也得 到广泛的应用，出现了各种仪器的免疫分析法。超临界 技术的应用，出现了超临界流体色谱。它能在较低温度 下分离热不稳定、挥发性差的大分子，又可采用灵敏的 离子化检测器，弥补了气象色谱和液相色谱的不足。
仪器分析电子教案(全)
仪器分析电子教案(一)第一章：概述1.1 课程介绍了解仪器分析课程的基本内容和目标。
明确仪器分析在化学、化工、环境、生物等领域的应用。
1.2 仪器分析的基本概念定义仪器分析及其分类。
掌握仪器分析的基本原理和特点。
1.3 仪器分析的发展趋势了解仪器分析技术的历史和发展。
认识当前仪器分析技术的发展趋势和挑战。
仪器分析电子教案(二)第二章：光学分析仪器2.1 光谱分析仪器了解光谱分析的基本原理。
掌握紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、原子光谱仪等常见光谱仪器的结构、原理和应用。
2.2 色谱分析仪器理解色谱分析的基本原理。
熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、色谱-质谱联用仪等色谱仪器的结构、原理和应用。
仪器分析电子教案(三)第三章：电化学分析仪器3.1 电化学分析法的基本原理理解电化学分析的基本原理。
掌握电位分析法、库仑分析法、电导分析法等电化学分析方法。
3.2 电化学分析仪器的应用认识电化学分析仪器的结构和工作原理。
熟悉电化学工作站、电化学传感器等电化学分析仪器的应用。
仪器分析电子教案(四)第四章：色谱-质谱联用技术4.1 色谱-质谱联用技术的基本原理了解色谱-质谱联用技术的基本原理。
掌握气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）等常见色谱-质谱联用技术。
4.2 色谱-质谱联用技术的应用认识色谱-质谱联用技术在化学、生物、环境等领域中的应用。
熟悉色谱-质谱联用技术在药物分析、食品安全、环境监测等方面的应用案例。
仪器分析电子教案(五)第五章：样品前处理技术5.1 样品前处理技术的基本原理了解样品前处理技术的基本原理。
掌握固相萃取、液-液萃取、离子交换等样品前处理方法。
5.2 样品前处理技术的应用认识样品前处理技术在仪器分析中的应用。
熟悉样品前处理技术在环境分析、生物分析、食品分析等领域的应用案例。
仪器分析电子教案(六)第六章：原子吸收光谱分析6.1 原子吸收光谱分析原理解释原子吸收光谱分析的基本原理。
分析化学教案
分析化学教案【篇一：分析化学教案】《分析化学》教案第一章绪论一、分析化学的定义分析化学(analytical chemistry)是人们获得物质化学组成和结构信息的科学。
二、分析化学的任务1. 定性分析── 鉴定物质的化学组成（或成分），如元素、离子、原子团、化合物等，即“解决物质是什么的问题”。
2. 定量分析── 测定物质中有关组分的含量，即“解决物质是多少的问题”。
3. 结构分析── 确定物质的化学结构，如分子结构、晶体结构等。
三、分析化学的分类按分析原理分类：化学分析与仪器分析化学分析── 以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典分析法。
包括重量分析和容量分析（滴定分析）。
特点：仪器简单、结果准确、灵敏度低、分析速度慢。
仪器分析── 以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。
包括电化学分析、色谱分析、光谱分析、波谱分析、质谱分析、热分析、放射化学分析等。
特点：灵敏、快速、准确。
四、分析化学的作用分析化学的应用范围几乎涉及国民经济、国防建设、资源开发及人的衣食住行等各个方面。
可以说，当代科学领域的所谓“四大理论”（天体、地球、生命、人类的起源和演化）以及人类社会面临的“五大危机”（资源、能源、人囗、粮食、环境）问题的解决都与分析化学这一基础学科的研究密切相关。
1. 分析化学在科学研究中的重要性? 目前世界范围内的大气、江河、海洋和土壤等环境污染正在破坏着正常的生态平衡，甚至危及人类的发展与生存，为追踪污染源、弄清污染物种类、数量，研究其转化规律及危害程度等方面，分析化学起着极其重要的作用；? 在新材料的研究中，表征和测定痕量杂质在其中的含量、形态及空间分布等已成为发展高新技术和微电子工业的关键；? 在资源及能源科学中，分析化学是获取地质矿物组分、结构和性能信息及揭示地质环境变化过程的的主要手段，煤炭、石油、天然气及核材料资源的探测、开采与炼制，更是离不开分析检测工作； ? 分析化学在研究生命过程化学、生物工程、生物医学中，对于揭示生命起源、生命过程、疾病及遗传奥秘等方面具有重要意义。
《分析化学》课程教案
《分析化学》课程教案《分析化学》课程教案作为一无名无私奉献的教育工作者，可能需要进行教案编写工作，教案有利于教学水平的提高，有助于教研活动的开展。
写教案需要注意哪些格式呢？下面是店铺收集整理的《分析化学》课程教案，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
目的要求：了解分析化学的主要任务和作用、分类方法和发展以及主要参考资料。
教学内容：一、分析化学的任务和作用1．基本概念：分析化学：研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门科学，是化学的一个重要分支。
2．分析化学的任务可归纳为三大方面的主要任务：鉴定物质的化学组成（或成分）——定性分析(qualitative analysis)测定各组分的相对含量——定量分析(quantitative analysis)确定物质的化学结构——结构分析(structural analysis)3．分析化学的作用不但对化学学科的本身的.发展起着重大的作用，而且在各个领域都起着很重要的作用，比如：在国民经济、科学研究、医药卫生与环境保护等领域都起着重要的作用。
二、分析方法的分类三、分析化学的发展与趋势分析化学的发展经历了三次巨大变革，成为化学的一个重要分支。
第一次变革：20世纪初。
溶液平衡四大理论的建立，为分析化学提供了理论基础，使分析化学由一门技术发展成为一门科学。
第二次变革：20世纪50年代。
由于物理学和电子学的发展，使仪器分析方法得到发展，使原来以化学分析为主的经典分，发展成为以仪器分析为主的现代分析化学。
第三次变革：20世纪70年代，以计算机应用主要标志的信息时代的到来，为分析化学建立高灵敏度、高选择性、高准确性、自动化、智能化的新方法创立了条件。
总之，分析化学的发展趋势是以提高分析方法的准确度、灵敏度和分析速度，发展自动分析和遥测分析为目标。
思考题：做好下一章的预习目的要求：通过本章教学，使学生了解固体试样、液体试样、气体试样及生物试样的采集方法；掌握试样的制备方法；掌握常用的试样分解方法：溶解法、熔融法，了解试样分解的其它方法；了解并理解分析测定前的预处理。
《仪器分析》课程教学大纲
《仪器分析》课程教学大纲课程编号：15110041课程名称：仪器分析学分：3 总学时：64(64~80) 实验学时：24(24~38) 课内上机时间：先修课程要求：学生必须在修完无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、高等数学、物理学、计算机基础等课程的基础上，学习仪器分析。
适应专业：化学工程与工艺类专业参考教材：《仪器分析》朱明华编(第三版) 高等教育出版社《仪器分析》朱世盛编复旦大学出版社《基础仪器分析》陆雅琴编学术期刊出版社《仪器分析》张珩编冶金工业出版社一．课程在培养方案中的地位、目的和任务《仪器分析》是化学工程与工艺专业的必修主干专业课。
该课程是在完成教学计划规定的公共、基础和技术基础课教学之后开设，它为以后的专题实验及毕业论文等教学环节奠定基础。
通过本课程的学习，使学生掌握各种仪器分析方法的基本原理、特点、适用范围和使用方法，具有在科研和生产中根据具体分析要求选择仪器分析方法的能力，以及应用仪器进行分析操作的基本技能。
二．课程的基本要求1、理解气相和高效液相色谱分析法、电位分析法、伏安分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收和原子发射光谱分析法的基本原理及特点。
2、掌握气相和高效色谱分析法、电位分析法、伏安分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收和原子发射光谱分析法的使用方法、分析条件的选择、干扰的抑制以及适用范围。
3、了解其他仪器分析方法。
4、初步掌握常用仪器的实验操作与正确使用。
三．课程的基本内容以及重点难点1、绪论（1）仪器分析的概念；（2）仪器分析方法的特点；（3）仪器分析方法的分类和发展趋势。
重点：仪器分析的概念、特点和分类。
2、气相色谱分析（1）色谱法的分类及气相色谱仪的组成；（2）气相色谱分析的理论基础；（3）气相色谱分析的色谱柱和检测器；（4）定性分析；（5）定量分析；（6）气相色谱分析的应用。
重点：色谱法的分类，气—固色谱的分离原理，分配系数，相对保留值，塔板理论，速率理论，总分离效能指标，固定相及其选择，分离操作条件选择，定量分析方法，检测器灵敏度及最小检测量的计算。
《仪器分析》课程教案
《仪器分析》课程教案第一章引言一、课程简介仪器分析法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。
这类方法通常需要使用较特殊的仪器，故得名“仪器分析”。
随着科学技术的发展，分析化学在方法和实验技术方面都发生了深刻的变化，特别是新的仪器分析方法不断出现，且其应用日益广泛，从而使仪器分析在分析化学中所占的比重不断增长，并成为化学工作者所必需掌握的基础知识和基本技能。
二、仪器分析方法的分类三、仪器分析的特点及发展趋势优点是：1. 操作简便而快速，对于含量很低（如质量分数为10 -8 或10 -9 数量级）的组分，则更具独特之处。
2. 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），故易于实现自动化和连接电子计算机。
因此，仪器分析具有简便﹑快速﹑灵敏﹑易于实现自动化等特点。
对于结构分析，仪器分析法也是极为重要和必不可少的工具。
生产的发展和科学的进步，不仅对分析化学在提高准确度﹑灵敏度和分析速度等方面提出更高的要求，而且还不断提出更多的新课题。
一个重要的方面是要求分析化学能提供更多﹑更复杂的信息。
现代科学技术发展的特点是学科之间的相互交叉﹑渗透，各种新技术的引人﹑应用等，促进了学科的发展，使之不断开拓新领域﹑新方法。
如电感耦合等离子体发射光谱﹑傅立叶变换红外光谱﹑傅立叶变换核磁共振波谱﹑激光拉曼光谱﹑激光光声光谱等。
另外试样的复杂性﹑测量难度﹑要求信息量及响应速度在不断提高，这就需要将几种方法结合起来，组成连用分析技术，可以取长补短，起到方法间的协同作用，从而提高方法的灵敏度﹑准确度及对复杂混合物的分辨能力，同时还可获得两种手段各自单独使用时所不具备的某些功能，因而连用分析技术以成为当前仪器分析方法的主要方向之一。
计算机技术对仪器分析的发展影响极大。
在分析工作者的指令控制下，仪器自动处于优化的操作条件完成整个分析过程，进行数据采集﹑处理﹑计算等，直至动态CRT 显示和最终曲线报表。
化学分析化学与仪器分析
化学分析化学与仪器分析化学分析化学是研究物质组成和性质的科学领域，其核心是确定和测量样品中的化学成分。
它是一个重要的分析工具，在各个领域都有广泛的应用，包括环境科学、生物医学、食品安全等等。
仪器分析是化学分析的重要分支，广泛应用于各个领域。
仪器分析通过使用各种仪器和技术来测量和分析样品中的化学成分。
相比传统的手工分析方法，仪器分析更快速、精确和可靠。
1. 工作原理化学分析化学通过一系列的化学反应和物理测量手段来确定和测量样品中的化学成分。
它涉及到常见的定量和定性分析方法，如重量法、容量法、光谱法、电化学法等等。
仪器分析则是借助各种仪器和设备来进行样品分析。
常见的仪器包括质谱仪、光谱仪、色谱仪等等。
这些仪器通过测量样品与特定信号的相互作用，如质谱仪通过测量样品离子质量和相对丰度来进行分析，光谱仪则通过测量样品对不同波长光的吸收或发射来判断其化学成分。
2. 应用领域化学分析化学在各个领域都有广泛的应用。
在环境科学中，化学分析化学可以用于水质监测、空气污染物检测等。
在生物医学领域，化学分析化学则可以用于药物分析、体液分析等。
在食品安全领域，化学分析化学可以用于检测食品中的残留农药和重金属等有害物质。
仪器分析同样也有广泛的应用领域。
在制药工业中，仪器分析可用于药物质量控制和质量保证。
在石油和化工领域，仪器分析可以用于石油产品的分析和质量检测。
在环境监测中，仪器分析可以用于检测大气中的有害气体和水中的有害物质。
3. 仪器分析技术仪器分析涵盖了各种各样的仪器和技术。
其中一些常见的包括光谱分析技术、色谱分析技术、电化学分析技术等。
光谱分析技术是一种基于物质对不同波长光的吸收、散射或发射的特性进行分析的方法。
常见的光谱分析技术包括紫外可见光谱、红外光谱、质谱等。
色谱分析技术则是基于物质在液相或气相中的分配和迁移行为进行分析的方法。
常见的色谱分析技术包括气相色谱、液相色谱等。
电化学分析技术则是基于物质在电化学过程中的电流、电势和电荷量等特性进行分析的方法。
仪器分析实验预习教案
仪器分析实验预习教案上海师范大学化学系分析化学教研室2008-4-6目录实验一、氟离子选择性电极测定水中氟 3 实验二、电位滴定法测定弱酸（乙酸）的离解常数 6 实验三、邻菲络啉分光光度法测定微量铁9 试验四、电位滴定法测定Br-,I- 12实验五、紫外分光光度法测定维生素C 14 实验六、原子吸收法测定铜合金中的锌16 实验七、苯系物的气相色谱定性分析 18实验八、苯系物的液相色谱定性分析 20实验九、红外光谱分析苯甲酸22 实验十、等摩尔系列法测定络合物组成25 实验十一、锅炉水中总溶解固体的测定26 实验十二、水中Ca2+、Mg2+含量的测定27 实验十三、电位法测定环境水中氯30实验一、氟离子选择性电极测定水中微量F -离子——校正曲线法一、实验目的与要求学习氟离子选择性电极测定微量F -离子的原理和测定方法。
二、实验原理氟离子选择性电极的敏感膜为LaF 3单晶膜（掺有微量EuF 2，利于导电），电极管内放入NaF+NaCl 混合溶液作为内参比溶液，以Ag-AgCl 作内参比电极。
当将氟电极浸入含F -离子溶液中时，在其敏感膜内外两侧产生膜电位M ϕ∆M F 0.059lg K a ϕ-∆=- （25℃）在试液中插入氟电极和饱和甘汞电极，组成工作电池：2231KCl NaF,NaCl Hg,Hg Cl F LaF AgCl,Ag ()(0.1mol.L )--试液饱和均 工作电池的电动势F '0.059lg E K a -=- （25℃）配制试液时，加入由HOAc 、NaOAc 、柠檬酸钠和大量NaCl 组成的总离子强度调节缓冲液（TISAB ）。
由于加入了高离子强度的溶液（本实验所用的TISAB 其离子强度μ>1.2），可以在测量过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F -离子浓度的对数成线性关系：F 0.059lg E k c -=-本实验采用校正曲线法测定F -离子浓度，即配制成不同浓度的F -离子标准溶液，测定工作电池的电动势 ，并在同样条件下测试液的E x ，由E —F lg c -曲线查得未知试液中的F -离子浓度。
分析化学中的化学分析与仪器分析
分析化学中的化学分析与仪器分析摘要：化学分析与仪器分析在分析化学中具有重要的作用，明确化学分析与仪器分析的特点，根据两者之间的关系掌握和深入性的理解分析化学从而确定化学分析与仪器分析在分析化学中的地位。
关键词：分析；化学中；化学分析；仪器分析导言化学分析是分析化学中较为原始的办法，起源比较早，历史较为悠久，主要是依靠化学反应观察分析物质的化学性质，随着科学技术的发展，更多先进的分析仪器被研发出来，所以现代多用仪器分析对物质的化学性质进行分析，分析效率高、速度快，且使用较为便捷，但至今为止，仪器分析始终未能完全替代化学分析，其原因就在于二者之间的差异。
在下文当中，笔者将对仪器分析和化学分析的差异进行分析，以便更加高效的利用这两种分析办法服务于我们的生活。
1化学仪器分析与分析技术的特点与局限性1.1化学仪器分析与分析技术的特点化学仪器分析与分析技术能够在更短内里内将物质内部的结构与组成显示出来，同时也能够实现化学分析的批量化处理，在计算机技术的支持下，可以更加快速地对多个不同性质的物质进行分析。
其次，在相关仪器与技术的支持下，化学分析的灵敏度也相对较高，可以对物质内部各种微量成分进行测量。
第三，可以实现受控监测与在线分析，大幅提高了化学分析工作的效率，进而创造更大的经济价值；第四，在分析仪器与分析技术不断进步的过程中，各种仪器与技术的应用范围越来越广阔，技术应用的门槛也越来越低；第五，可以在分析过程中不对样品造成损坏，东路满足更加复杂的样本分析工作需求。
1.2化学仪器分析与分析技术的局限性应用于化学分析的各种仪器与技术在具体的应用过程中，无论是仪器还是技术在内部结构与操作上都比较复杂，仪器价格也比较昂贵，在设备的维护与调适方面本身就有着比较高的技术要求，在运用各种技术与成本的过程中也需要投入比较高的成本。
另外，仪器分析本质上属于一种相对性特点比较突出的分析手段，所得到的各项分析结果是建立在已有数据与知识基础之上的，在标准物质的化学分析方面，技术与仪器的应用也有着十分明显的局限性。
分析化学 第二章
( x )2
i 1
n
μ为总体平均值，在校正了系统误差情况下， n 为测定次数无限 多时，μ即代表真值。 有限次测定时，标准偏差称为样本标准偏差，以 s 表示：
s ( xi x ) 2
i 1 n
n -1
(n-1)称为自由度，表示 n 个测定值中具有独立偏差的数目。
相对标准偏差：s与平均值之比称为相对标准偏差，以 sr 表示:
5位有效数字 2位有效数字
（2）常数如：ln5、π……，以及分数、倍数等非测量数 据其有效数字为无限多位,计算时可不与考虑。 （3）pH、pKa、pKb、lgK、pM等对数值，其小数部分 为有效数字。 例如： pH = 2.38，C=4.210-3 mol/L （4）改变单位并不改变有效数字的位数。
di xi x
b. 相对偏差d r：绝对偏差占平均值的百分比
dr
xi x x
100%
在实际工作中（如分析化学实验），对于分析结果 的精密度经常用平均偏差和相对平均偏差来表示。 c. 平均偏差又称算术平均偏差，各测量值绝对偏差的算术 平均值，用来表示一组数据的精密度。
d
i 1
例如，甲、乙、丙、丁四人同时测定铜合金中Cu的百分 含量，各分析6次。设真值=10.00%，结果如下：
真值 x
•精密度好，准确 度不好，系统误 差大
• • • •
甲 乙 丙 丁
•准确度、精密度都 好，系统误差、偶然 误差小
•精密度较差，接近 真值是因为正负误 差彼此抵销 •精密度、准确度差。 系统误差、偶然误差大
二、有效数字的修约规则 1.修约规则： 用“四舍六入五成双”对数字进行修约。其作法是， （1）当数据中被修约的数字小于或等于4时则舍去； 当数据中被修约的数字大于或等于6时则进入。 （2）当数据中被修约的数字等于5时，分两种情况： a. 5后面的数字为“0”时， 若“5”前面为偶数则舍去，为奇数则进入。
分析化学仪器分析部分第三版教学设计
分析化学仪器分析部分第三版教学设计一、教学目标1. 知识目标•了解分析化学仪器分析的基本原理和方法；•理解常见的分析化学仪器的工作原理及应用范围；•掌握分析化学中常用的方法、技术和仪器；•熟悉分析化学实验室的常用操作流程及注意事项。
2. 能力目标•能够合理选择分析化学仪器，并进行样品制备、测量和数据处理；•能够独立使用、维护、保养分析化学仪器；•能够操作分析化学实验室的相关设施和设备；•能够安全地开展化学实验，并正确处理和处置实验废液和废弃物。
3. 态度目标•建立正确的安全意识和环保意识，保证实验室工作的安全和环保；•培养工作中要严谨认真、精益求精、质量第一的工作态度；•培养团队合作精神，尊重他人、协调合作、分享经验。
二、教学内容1. 分析化学基础•化学分析的基本概念和方法•分析化学的原理和分类•分析化学中的计量学2. 常见分析化学仪器•分光光度计及其应用•荧光分析仪及其应用•紫外分析仪及其应用•原子吸收分析仪及其应用•气相色谱仪及其应用•液相色谱仪及其应用•质谱仪及其应用•热分析仪及其应用•电化学分析仪及其应用•压力计、温度计及其它辅助仪器3. 分析化学操作实践•样品制备及前处理•分析仪器的使用和维护•数据处理和结果计算•化学实验安全操作三、教学方法1. 理论教学•授课：讲解分析化学基础知识和仪器原理•讨论：引导学生深入思考和讨论课堂案例•课堂测试：检测学生对教学内容的掌握和理解程度2. 实验操作•指导学生进行样品的制备和处理•演示分析化学仪器的操作和维护•引导学生独立操作分析化学仪器，进行数据处理和结果计算3. 课程设计•组织小组讨论：根据教学内容设计有针对性的课程设计•独立课程设计：鼓励学生独立设计和完成分析化学实验的整个流程•报告汇报：鼓励学生在课后尝试使用Markdown进行分析化学实验的报告与汇报四、教学评估1. 课堂表现•准时参加教学活动•积极参与讨论和思考•及时完成作业和测试2. 实验操作•准备、安全、稳定地操作分析化学仪器•正确处理实验废液和废弃物•完成实验数据统计和结果分析3. 课程设计•设计的完整性和合理性•实验结果的可靠性和准确性•报告和汇报的表达能力和科学性五、总结本教学设计旨在培养学生对分析化学仪器分析的深入理解和熟练操作技能，同时注重培养学生的安全意识和环保意识，让学生在实践中体验到科学研究的魅力和认知探索的乐趣，同时为学生今后的学术研究和就业提供良好的基础知识和实践操作技能。
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内容选择
第一节 计算机与仪器分析
computer and instrument analysis
第二节 数据采集与计算机控制
computer control and data collection
第三节 信息处理与数据挖掘技术
information process and technology of date excavate
x2 1 x 2 1 H = ∫ exp 2σ 2 ln σ 2π exp 2σ 2 dx ∞ σ 2π
∞
= ln(σ 2π e )
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于是:
x 2 x1 I = H 0 H = ln σ 2π e
σ越小,信息量越大.实验中增大信息量的途径? 减少干扰,提高仪器灵敏度,减小噪声,增加测定次数等.
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二, 信息评价
information appraise
分析仪器是分析化学家为获取化学信息所使用的工具, 因此可以由信息理论来评价仪器的性能.
1. 信息量和熵
设 有 一 事 件 有 几 种 可 能 性 , 他 们 各 自 的 概 率 为 pi, Shannon定义信息熵: n H ( p1 , p2 , L , pn ) = ∑ pi lg pi
第二章 计算机与仪器分析
computer and instrument analysis
一,计算机对仪器分 析发展的促进作用
improve to development of instruments analysis
第一节 计算机与仪器分析
二,计算机在仪器分 析中的应用
application of computer in instruments analysis
11:09:59
ADC原理
多比较器式(右图) 10位,需1023个的转换器, 每个比较器对应一个逻辑输出.
设定一数据值,送入 DAC,产生Vb ,与Vi比较, ΔC 满 足要求时,输出一个二进制数字.类似于天平称量加砝码, 但由大到小.
11:09:59
有关问题
(1) 采样保持电路 转换需一定时间,在转 换时,保持输入量. (2) 干扰及其抑制 干扰源:电器,电机等 通过阻抗耦合,电场耦 合,磁场耦合等途径进入数 据采集系统. 如右图所示 加屏蔽线,正确接地, 屏蔽线应接现场地.
对于多通道的仪器,可以有n个通道同时测定n种组分, 其总的信息量是各通道的信息量之和:
第四节 人工智能与仿真模拟
artificial intelligence and multimedia experiment simulation technology 结束
11:09:38
第二章 计算机与仪器分析
computer and instrument analysis
第二节 计算机控制与 数据采集
11:09:59
表 10位二进制数码经DAC转换对应的电压值
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二,数据采集与模/数转换器(ADC)
data collect and analog - digital converter (ADC)
作用:将连续的模拟量形式的数据转变成非连续的二进 制形式数据.实现计算机数据采集.DAC 的逆过程. 种类: 积分式:高精度,低速度 跟踪式:高速, 易受噪声 影响 多比较器式:最高速, 高分辨 逐次逼近式:高速, 高分辨
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Nyquist采样规则
计算机处理的任何变量都只能是分立取值,数组;如果 要无限精确描述一个连续量----采样间隔为零;受采样速度, 存储空间限制,实际不可能也不必要. 如何确定采样频率:保证信号不失真? 采样频率:以最高频率的2倍速度采样.
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内容选择:
第一节 计算机与仪器分析
(3) 模式识别
本页内容详见本章第四节
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分析仪器 智能化分析仪器 新型材料,电子器件 示意图 热,光,电新技术 信号 实 施 检 测 数据库 信息 数 据 处 理 方法 描述 报 告 结 果 判断 最优化技术 自动化技术 多媒体计算机
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操作 分 析 对 象 控制
人工智能 专家系统
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2. 信息量与熵的关系
如果通过某些方法获取信息使原来事件的不确定程度减 小,所得到的信息的数量就是信息量,故信息量就是熵减少 的量: I = H0- H 式中 H0 和H 分别表示获取"情报"前后,事件不确定程度 .在分析化学中则是实验前后的熵.若经过实验后的结果完 全确定,即实验后的熵=0,则: I = H0 =Hmax 即经过这样一个实验后,可能得到的最大信息量.
计算机
DAC
分析仪器
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DAC原理图
11:09:59
DAC原理
在一个二进制数字的每一位上对应产生一个与它的数字 及权重成正比的电流,并将每一个逻辑为1的数位的电流相 加,成为相应的电流模拟量(或电压模拟量).
每一个电阻值与"权"对应,权值越大,电阻越小.二 进制数的每一位控制一个开关.1开;0关.
i =1
在信息理论中,习惯取"2"作为对数的底,此时单位 为bit(e为底,nat).设有一具有两种可能性的等概率事件: 1 1 1 即 p1 = p2 = 则 H ( , ) = 1 bit 2 2 2 1 1 1 1 同理 H ( , , , ) = 2 bit 4 4 4 4
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信息量和熵
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接口(信号转换)
接口
计算机
2. 计算机分析仪器工作站
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色谱工作站
11:09:38
11:09:38
工作站
11:09:38
3.专家系统与人工智能
(1) 液相色谱专家系统
柱系统推荐软件包;色谱条件优化及离线色谱数据计算 软件包;
(2) 基于谱图库的辅助解析系统
Munk 红外光谱解释程序; Sasaki 的Chemics-F程序;
三,网络中的仪器分析资源
resource of instruments analysis in internet 1.数据库
各种数据查询;
2.期刊与文献
最新文献的最快查阅方法;时实信息;
3.软件
chemoffice(绘图), 计算软件,教学软件;
4.仪器生产厂家
获取新仪器信息; 网络资源
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computer and instrument analysis
三,网络中的仪器分 析资源
resource of instruments analysis in internet
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一,计算机对仪器分析发展的促进作用
the effect of computer on instrument analysis 1.促进仪器分析自动化
artificial intelligence and multimedia experiment simulation technology 结束
11:09:59
第二章 计算机与仪器分析
computer and instrument analysis
一,化学计量学介绍 a brief introduction of chemometrics 二,信息评价 information appraise 三,信号与噪声 signal and noise 四,信号的处理技术 technology of signal process
第三节 信息处理与数据挖 掘技术
information process and technology of date excavate 五,多元分析方法 polybasis analysis methods
一,化学计量学简介
a brief introduction of chemometrics
化学计量学:化学与计算机结合的产物 1974年,Kowalski 与Wold 提出建立国际化学计量学协会 任务:运用数学和统计的方法设计或选择最佳测试过程和实验 通过化学数据分析提供更多化学信息. 范畴:纯化学与量子化学之间凡涉及计算和计算机的所有领 域. 应用举例:大连湾海水污染物与污染源之间的关系;控制 由尿样获取身体健康状况的全部信息;简化 化合物性质数据——结构,结构与性质的关系;新药 产品质量检验——生产中的问题;决策 犯罪现场的烟雾分析:香烟牌号,种类;破案
computer and instrument analysis
第二节 数据采集与计算机控制
computer control and data collection
第三节 信息处理与数据挖掘技术
information process and technology of date excavate
第四节 人工智能与仿真模拟
11:10:23
4. 定量分析中有关参数与信息量
在定量分析实验中,如果实验前知道某一组分的大致范 围时,即p(x)均匀地分布在(x1,x2)区间内,则:
H0 =x 2 x1 ) x1 x 2 x 2 x1
由于分析中偶然误差的存在,结果不可能是一定值而成 正态分布.设其标准偏差为σ,则:
用户:传感器+计算机+网络; 数据网络分析实验室结果 资源共享
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二,计算机在仪器分析中的应用技术
application of computer in instrument analysis 1.计算机数据采集与控制
计算机:数字符号; 分析仪器:模拟信号(电压或电流) Digital-Analog Converter ( DAC) 作用:将数字信号转变成模拟量.实现计算机控制. Analog - Digital Converter ( ADC) 作用:将模拟量转变成数字信号.实现数据连续采集. 分析仪器