现代仪器分析绪论
现代仪器分析及材料研究方法(绪论)教材
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
《现代仪器分析教学课件》1.绪论
3
色谱分析方法：是基于物质在两相（流动相 和固定相）分配比不同，当两相做相对运动 时，由于各组分k差异，当他们随流动相流 动时，流动速度不同，经过一段时间后，而 达到分离（如纸色谱和薄层色谱）。
4
其他分析方法：质谱法，热分析法、放射化 学分析法等。
Table1. 仪器 分析方法的分
类
1.4.仪器的主 要性能指标
03
2000年版
北京大学化学系，仪器分析教程. 北京大学出
版社，1997年版
04
金钦汉，任玉林，孙长青，仪器分析.吉林大学 出版社。
1.2 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。
精密度 （Precisi on）：测量 数据间相互 接近的程
灵敏度 (Sensitiv ity) ：区 别具有微小 差异浓度
检出限 （Detecti on limit）： 指能以适当 的置信
选择性 （Selecti vity）：分 析方法的选 择性是指
度，通常用相对标准偏 差（RSD%）来量度。
分析物能力的量度。
度被检出的组分的最 小量或最小浓度 ,与 仪器的噪
声相关。
该方法不受干扰的程度。
1.5、仪器分析的优缺点及发展趋势
1、优点是：
a. 灵敏度高； b. 易于实现自动化，操作简便而快速； c. 选择性好，适应与复杂物质的分析； d. 取样量少，可用于无损分析； e. 用途广、能适应各种分析要求。
现代仪器分析课件.ppt
二、仪器分析发展和作用
role and development of instrument analysis
20世纪40年代后： 仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位； 原因： （1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展； （2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫 切需要）； 分析化学 = 化学分析+仪器分析； 仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息
结束
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现 代 仪 器 分 析 课 件
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第一章 绪论
introduction
第一节 概述
generalization
一、 概述
generalization
二、仪器分析的发展和 作用
role and development of instrument analysis
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一、概 述
理论
技术
对技术
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分析化学六面体
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内容选择
第一节 仪器分析概述 generalization 第二节 仪器分析分类与发展 classification and development of instrument analysis 第三节 课程主要内容与学习方法 main content and learning methods of the course
generalization
分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一； 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； 分析化学是化学中的信息科学； 分析化学的发展促进了分析科学的建立; 分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解 释世界的过程； 20世纪40年代前：分析化学=化学分析； 越来越多的问题化学分析不能解决： 快速、实时检测方法？ 痕量分析方法？结构确定？
仪器分析 绪论
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2、容量因子（capacity factor） 在一定温度和压力下，组分在固定相和流
动相之间分配达到平衡时的质量比，称为容量 因子，也称分配比，用k表示。
K cs cm
k c sV s c mV m
c cs、 m分别为组分在固定相和流动相的浓度(g/ml)；Vm为色谱
液体中观察原子图象
上图所示的是在电解液中得到的硫酸根离子吸附在铜单晶(111)表面的STM图象。 图中硫酸根离子吸附状态的一级和二级结构清晰可见。
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5. 配合扫描隧道谱（STS）可以得到 有关表面电子结构的信息，例如表面 不同层次的态密度。表面电子阱、电 荷密度波、表面势垒的变化和能隙结 构等．
液相色谱法 液-固色谱法 液-液色谱法
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国产气相色谱仪
色谱-质谱联用仪
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精品课件
1. 高压钢瓶 2. 减压阀 3. 载气净化
干燥管 4. 稳流阀 5. 流量计 6. 压力表 7. 进样器 8. 色谱柱 9. 检测器 10. 色谱工作站
气相色谱仪通常由五部分组成：
Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、气体流速控制部件。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、放大器、控温装置。 Ⅴ 记录与数据处理系统：记精录品仪课件、色谱工作站。
辐射的散射 辐射的折射 辐射的衍射 辐射偏振方向的旋转
电化学分析
主要分析方法
发射光谱分析、火焰光度分析
分子发光分析法、放射分析法 紫外-可见分光光度法
原子吸收分光光度法 红外光谱法、核磁共振波谱法 浊度法、拉曼光谱法
现代仪器分析复习题刘约权
第一章、绪论1、分析化学由仪器分析和化学分析组成。
化学分析主要测定含量大于1%的常量组分；现代仪器分析具有准确、灵敏、快速、自动化程度高的特点，常测定含量很低的微、痕量组分。
2、仪器分析方法分为光分析法、电化学分析法、分离分析法、其他分析法。
3、主要评价指标有：精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。
4、标准曲线的线性范围越宽，式样测定的浓度适用性越强。
5、检出限以浓度表示时称作相对检出限；以质量表示时称作绝对检出限。
6、检出限D=3So/b So为空白信号的标准偏差；b为灵敏度即标准曲线的斜率。
7、采样的原则：要有代表性；采样的步骤：采集、综合、抽取；采集方法：随即取样与代表性取样结合的方式；样品的制备：粉碎、混匀、缩分（四分法）。
8、提取的效果取决于溶剂的选择和提取的方法。
9、溶剂选择的原则：对待测组分有最大的溶解度而对杂质有最小的溶解度。
10、消解法有干法和湿法。
湿法主要采用：压力密封消解法、微波加热消解法。
11、样品纯化主要采用色谱法、化学法和萃取法。
1、光谱及光谱法是如何分类的⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。
原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同5、原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。
6、分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。
7、吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。
8、发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。
仪器分析第一章 绪论
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23
1）精密度（Precision）使用同一方法或步骤进行多次重复 测量所得分析数据之间符合的程度。
光散射 浊度法；拉曼光谱
光折射 折光分析；干涉法
光衍射 X-射线和电子衍射光谱
光偏转 旋光分析；旋光性色散分析；圆振二向色性分析
电 位 电位分析
四种电学特性的测量
电 荷 库仑分析
电 流 电流分析法；极谱分析
电 阻 电导分析
离 色谱分析 薄层色谱；气相色谱；液相色谱；离子色谱……..
多组份同时分离分析
操作简便，分析速度快，容易实现自
动化。
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6
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 常量和高含量成分分析，准确度较高， 误差小于千分之几。多数仪器分析相 对误差较大，一般为5%，不适用于常 量和高含量成分分析。 需要价格比较昂贵的专用仪器。
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7
常量分析、半微量和微量分析
（analyte, target
species）的颜色、沸熔点、气味、光学性质
（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中
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9
仪器分析 化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始 取代沉淀、 萃取、蒸馏等分离方法； 定性定量方法：利用物质原子、分子、离子 等的特性， 如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧 光等；
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3
分析化学—化学分析、仪器分析
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分。 化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确 定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定 时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
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4
仪器分析 课件 第一章：绪论
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；
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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
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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。
31
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。
仪器分析绪论
吸收
分析方法部分 原子发射光谱法（AES）、原子荧光光谱法 （AFS）、火焰光度法
光学分析法
原子吸收光谱法（AAS）、红外吸收光谱法 （IR）、紫外－可见吸收光谱法（UV－Vis）、 核磁共振波谱法（NMR）
浊度法、拉曼光谱法 X射线衍射法、电子衍射法 折射法、干涉法 电位分析法 伏安分析法、极谱分析法 电导分析法 库仑分析法 气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、 离子色谱法 质谱分析法（MS） 中子活化分析
仪器分析的优点：
• • • • • 操作简便而快速 低含量组分的测定 容易实现自动化和智能化 提供化学分析难以提供的信息 选择性好、灵敏度高、样品用量少、分离效率高、 检测范围广
仪器分析的缺点：
• 常量组分分析准确度不如化学分析 • 时常需要用化学的方法对试样进行预处理
二、仪器分析的内容及其分类
绪论
一
• 仪器分析法及其特点 • 仪器分析的内容及其分类 • 仪器分析的发展趋势
二
三
一、仪器分析法及其特点
分析化学
一门研究表征和测量物质的化学组成和特性的学科
化学分析
以测量物质的化学反应 为基础的分析方法，是 利用物质的化学反应及 其定量关系对物质进行 定量分析
仪器分析
以测量物质的物理和化 学性质，对物质进行定 性和定量分析，同时， 仪器分析还承担复杂样 品组分的分离任务
辐射的散射 辐射的衍射
辐射的折射 电位 电化学分析法 电流 电导 电量
色谱分析法
其他分析法
两相间的分配
质荷比 核性质
三、仪器分析的发展趋势
新的仪器、新的分析方法不断涌现 自动化程度越来越高 多种分析方法相互渗透，多种仪器联机使用 分析的灵敏度和精度越来越高 新型动态分析食品大量涌现
仪器分析绪论教案
仪器分析绪论教案一、教学背景与意义随着科技的不断发展和应用需求的增加，仪器分析技术在各个领域中得到了广泛的应用。
因此，对仪器分析技术的学习和掌握变得越来越重要。
仪器分析是化学分析领域中的一种重要技术手段，可以帮助我们对物质进行准确、快速的分析，为科学研究和生产实践提供有力的支撑。
二、教学目标1.了解仪器分析的基本概念、分类和发展历程；2.掌握仪器分析的基本原理和方法；3.能够分析仪器分析在不同领域中的应用；4.培养学生独立思考和解决问题的能力。
三、教学内容1.仪器分析的基本概念1.1仪器分析的定义和特点1.2仪器分析的分类1.3仪器分析的发展历程2.仪器分析的基本原理2.1仪器分析的基本原理2.2仪器分析中的常用仪器3.仪器分析的应用3.1环境监测中的仪器分析3.2食品安全中的仪器分析3.3医药领域中的仪器分析四、教学方法与手段1.讲授法：通过讲解理论知识，使学生了解仪器分析的基本概念和原理。
2.实验教学法：通过仪器分析实验，让学生亲身体验仪器分析技术的应用，并掌握相关操作技能。
3.讨论与互动：通过小组讨论、学生提问等方式，激发学生的学习兴趣，培养其独立思考和解决问题的能力。
五、教学过程安排第一课时：仪器分析的基本概念1.1仪器分析的定义和特点1.2仪器分析的分类1.3仪器分析的发展历程第二课时：仪器分析的基本原理2.1仪器分析的基本原理2.2仪器分析中的常用仪器第三课时：仪器分析的应用3.1环境监测中的仪器分析3.2食品安全中的仪器分析3.3医药领域中的仪器分析第四课时：仪器分析实验4.1仪器分析实验操作演示4.2学生自主操作，进行仪器分析实验六、教学评价与反馈1.通过课堂讨论、作业测验等方式，对学生进行综合性评价，检查其对仪器分析知识的掌握情况；2.针对学生的学习情况，及时进行反馈和指导，帮助学生解决学习中遇到的问题；3.鼓励学生对仪器分析技术进行深入学习和探讨，培养其创新思维和实践能力。
七、教学资料与参考书目1.各类仪器分析实验操作手册2.仪器分析相关课件和教材3.《仪器分析导论》（郑海德等著）4.《仪器分析技术》（张强等著）通过本教案的设计和实施，可以帮助学生全面了解仪器分析技术的基本概念、原理和应用，提高他们的学习兴趣和实践能力，为将来的科学研究和工作打下坚实的基础。
现代分析测试技术(仪器分析)
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。
仪器分析 第一章绪论PPT课件
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理论
科技进步为仪器分析的发展提供了“空前 的 可能” ——主要是新概念、新材料、新技 术、新理论。
学科发展现状：分析化学正突破化学分支的 框框，与数学、物理、计算机及生命、生 物科学、环境、天文、空间等结合构成一 门学科间的交叉边缘科学，即分析科学。
电位分析法
电解分析法 库仑分析法
伏安及极谱分析法。
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3. 色谱分析法
利用各待测组分在互不相容的两相中的吸附、分 配、离子交换、排斥渗透等性质方面的不同而进行 分离和分析的方法。 包括：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法 和离子交换色谱法等。
4.其它仪器分析方法
利用热学、力学、声学、动力学等性质进行测定 分析的分析方法 包括： 质谱法、电泳法、热分析法、放射分析法 等
•国外 1.Analytical Chemistry 2.Analyst 3.Talanta 4. Analytical Science
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2
仪器分析
一、仪器分析的三个重要环节 ❖ 掌握仪器分析的基本原理 ❖ 了解仪器的结构和性质，学会一些仪器的
使用 ❖ 掌握定性、定量分析的各种方法原理及相
关计算 二、内容多，学时少，讲的快 三、成绩—课堂表现、作业、考勤及考试
3
本课程的教学要求
本课程是化学专业的必修课之一。 通过本课程的学习要达到以下目的： 1、要求学生掌握常用仪器分析方法的原理和
现代仪器 绪论
现代仪器绪论化学——分析化学——经典分析方法（湿化学）vs.仪器分析方法（两者无明显界限）基本定义化学分析：是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。
不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。
现代仪器分析：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，以分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，来获取物质的定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。
分析原理：待测物质的理化性质仪器分析的特点（与化学分析比较）灵敏度高，试样用量少（检出限低）、选择性好、操作简便，分析速度快，易于实现自动化和智能化。
应用范围广，不但可以作组分及含量的分析，在状态、结构分析上也有广泛的应用相对误差较大。
需要价格比较昂贵的专用仪器，并且仪器的工作条件要求较高。
仪器分析的应用领域社会：化学：生命科学：环境科学：材料科学：药物：外层空间探索：根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、分离分析法（色谱法）、电分析化学方法、其它仪器分析方法四大类。
仪器分析方法分类：1、光分析法：光分析法是利用待测组分的光学性质（如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等）进行分析测定的一种仪器分析方法。
凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。
可分为光谱法和非光谱法。
光谱法：是以物质的吸收、发射和散射等光学性质为基础而建立的光谱方法。
这类方法比较多，是主要的光分析方法。
非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质（透射，反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。
光分析法的分类：原子光谱：原子吸收光谱原子发射光谱分子光谱：紫外可见吸收光谱法红外吸收光谱法核磁共振光谱法荧光光谱法（分子荧光光谱，原子荧光光谱）2、电化学分析法：利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一种仪器分析方法。
第1章 现代仪器分析绪论1
现 现 代 代 2.样品的衍生 仪 仪 当用某种仪器分析方法无法测定样品中待测组 器 器 分 分时，有时可以使用化学反应将其定量地转化为另 分 析 一种可以分析测定的化合物－衍生物（衍生化）。
析
W C G
1－6 计算机在仪器分析中的应用
计算机化学（计算机在化学中的应用）
模拟仪器分析实验；
提高仪器分析的准确度、灵敏度、选择性
气相色谱法(QC) (高效)液相色谱法(HPLC) 离子色谱法(IC) 超临界流体色谱法(SFC)
析
放射化学分析法
W C G
1－3 现代仪器分析的发展现状及其应用
现 现 代 代 仪 仪 器 器 分 分 析
析
W C G
1－4 仪器分析方法的主要评价指标
指在相同的条件下用同一方法对同一试样进
现 现 代 代 仪 仪 器 器 分 分 析
析
W C G
1－5 仪器分析样品的处理
（2）提取过程及方法： 提取过程：混合－萃取－分离－回收。 提取方法：捣碎法、匀浆法、振荡法、 超声法、索氏抽提法、蒸馏 法、萃取法。
现 现 代 代 仪 仪 器 器 分 分 析
析
2.样品的消解 目前有干法和湿法两种消解方法。 干法：将样品先高温灰化，除去样品中的 有机物，然后再用适当的溶剂将灰 分溶解，制成均匀的便于测定的溶 液。 缺点：易造成待测元素的挥发损失。
析
W C G
1－4 仪器分析方法的主要评价指标
（6）检出限
即检测下限，是指某一分析方法在给定的 置信度能够被仪器检出待测物质的最低量。以浓 度表示时称作相对检出限，以质量表示时称作绝 对检出限。 检出限是分析方法的灵敏度和精密度的综合 指标，方法的灵敏度和精密度越高，则检出限就 越低。 精密度、准确度及检出限是评价分析方法的 最主要技术指标。
现代仪器分析概述
仪器分析是以物质的物理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、形态和结构分析的一 类测定方法。由于这类方法通常需要使用较特殊的分析仪器， 故习惯上称为“仪器分析”。与化学分析相比，仪器分析具有 用样量少、测定快速、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点， 常用来测定相对含量较低的微量、痕量组分，是分析化学的主 要发展方向。特别是新的仪器分析方法不断出现，其应用也日 益广泛，从而使仪器分析在分析化学中所占比重不断增大，并 成为现代分析化学的重要支柱
随着科学技术的发展，各种学科的相互渗透， 仪器分析中新方法、新技术将会不断出现，它必将为 人类认识自然、利用自然，更好的与自然和睦相处做 出更大贡献。
电子天平
GC1690J气 相 色 谱 仪
可对沸点399℃以下有机物、无机物及气体进行常量、微量甚至痕 量分析。广泛用于石油、化工、化肥、制药、电力、食品、发酵、 环保和冶金等领域。
现代仪器分析
Instrumental analysis
第一章 绪 论 Introduction
1.1 分析化学中的仪器分析
分析化学是一门历史悠久的学科，其研究对象是物质 的化学组成和结构。现代科学技术的发展，特别是生命科学、 环境科学、材料科学等学科的飞速发展，对分析化学提出了 更高的要求。随着智能化计算机技术、微电子技术、激光技 术、等离子体技术、流动注射技术、生物芯片及传感器技术 等现代高新技术的发展，分析化学在方法和实验技术方面都 发生了深刻的变化，在分析理论上与其他学科相互渗透、相 互交叉、有机融合；在分析技术上趋于各种技术扬长避短、 相互联用、优化组合；在分析手段上更趋向灵敏、快速、准 确、简便和自动化。
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。
《现代仪器分析》教学案
专业知识整理分享
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《现代仪器分析》教案
第二讲
周 次 第二讲 第二章 紫外-可见分光光度法 一、紫外-可见吸收光谱 二、朗伯-比尔定律 三、紫外-可见分光光度计 理论课(√)；实验课()； 实习() 授课方式 板书（） ；多媒体（） ；板书+多媒体 （√） 教学时数 2
章节名称
课程类型
教学采用板书，以讲解课程内容为主，适当采用提问及引导讨论等方法， 帮助学生理解，并加深对各知识点的印象。
教材：仪器分析(面向 21 世纪教材),朱明华主编,高等教育出版社.2000,第 3 版 辅助资料：
教材及教 学辅助资 料
（1）仪器分析教程，北京大学化学系仪器分析教学组，北京大学出版社 （2）仪器分析, 武汉大学化学系编，高等教育出版社，2001. （3）仪器分析，赵藻藩等编，高等教育出版社，2000 （4）仪器分析，方惠群，于俊生，史坚，科学出版社，2002．
教学采用板书，以讲解课程内容为主，适当采用提问及引导讨论等方法， 帮助学生理解，并加深对各知识点的印象。
教材：仪器分析(面向 21 世纪教材),朱明华主编,高等教育出版社.2000,第 3 版 辅助资料：
教材及教 学辅助资 料
（1）仪器分析教程，北京大学化学系仪器分析教学组，北京大学出版社 （2）仪器分析, 武汉大学化学系编，高等教育出版社，2001. （3）仪器分析，赵藻藩等编，高等教育出版社，2000 （4）仪器分析，方惠群，于俊生，史坚，科学出版社，2002．
教学重点 与难点
提问 （讨论） 作业
教学手段 与 方法
教学采用板书，以讲解课程内容为主，适当采用提问及引导讨论等方法， 帮助学生理解，并加深对各知识点的印象。
现代仪器分析知识点总结
现代仪器分析绪论：1仪器分析定义：现代仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，借助比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。
2仪器分析的特点：灵敏度高，试样用量少；选择性好；操作简便，分析速度快，自动化程度高；用途广泛，能适应各种分析要求；相对误差较大。
需要价格比较昂贵的专用仪器。
3仪器分析包括：光分析法；分离分析法；电化学分析法；分析仪器联用技术；质谱法。
4光分析：光分析法是利用待测组分的光学性质（如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等）进行分析测定的一种仪器分析方法。
5光谱法包括：紫外/可见吸收光谱法；原子吸收光谱法；原子发射光谱法；分子发光分析法；拉曼光谱法；红外光谱法。
6电化学分析法：电化学分析法是利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一种仪器分析方法。
7电化学分析法包括：电导分析法；电位分析法；极谱与伏安分析法；电解和库仑分析法。
8分离分析法：利用物质中各组分间的溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、渗透能力、迁移速率等性能的差异，先分离后分析测定的一类仪器分析方法。
分离分析法包括：超临界流体色谱法；气相色谱法；高效液相色谱法；离子色谱法；高效毛细管电泳法；薄层色谱法。
9质谱法：质谱法是将待测物质置于离子源中电离形成带电离子，让离子加速并通过磁场或电场后，离子将按质荷比（m/z）大小分离，形成质谱图。
依据质谱线的位置和质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。
10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（红外吸收光谱法、质谱法、原子发射光谱法等）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。
气相色谱—质谱法（GC —MS）、气相色谱—质谱法—质谱法（GC—MS—MS）、液相色谱—质谱法（HPLC—MS）。
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二、仪器分析发展和作用
role and development of instrumental analysis
20世纪40年代后： 仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位； 原因： （1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展； （2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫 切需要）； 分析化学 = 化学分析+仪器分析； 仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息
绪论
第一节 仪器分析概述 generalization 第二节 仪器分析分类、特点与发展 Classification，characteristics and development of instrumental analysis 第三节 课程主要内容与学习方法 main content and learning methods of the course
分析化学六面体
绪论
第一节 仪器分析概述 generalization 第二节 仪器分析分类、特点与发展 Classification，characteristics and development of instrumental analysis 第三节 课程主要内容与学习方法 main content and learning methods of the course
引自美Douglas A. Skoog等著
Analytical Chemistry 2000, 7th ed.
Geology Geophysics Geochemistry Paleontology Paleobiology
Environmental Sciences Ecology
Meteorology Oceanography
仪器分析种类少和精度低；
阶段二：
20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。 仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展； 化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低； 为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现，为仪器分 析的建立和发展奠定基础。 （1）Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺 贝尔化学奖1952年； （2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法 ；诺贝尔化学奖1952年； （3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年 仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。
第一节 仪器分析概述 introduction
一、 概述 generalization 二、仪器分析的发展和作用
role and development of instrumental analysis
一、引 言
generalization
分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一； 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； 分析化学是化学中的信息科学； 分析化学的发展促进了分析科学的建立; 分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解 释世界的过程； 20世纪40年代前：分析化学=化学分析； 越来越多的问题化学分析不能解决： 快速、实时检测方法？ 痕量分析方法？结构确定？
分析化学（仪器分析）三要素
分析理论化学是研究分析方技法术 的科学， 每一个完整的、具体的分析方法都包括
两个部分：测定对对象象和测定方法。任何 具体的分析手段（问都题是）为对象服务的，没
有对象就谈不到方法；没有方法，对象
的含量也不可知生，产失去使用的价值，对 象与方法共存于分析工作的每个方面。
科学
技术
分析化学 与化学的 其他分支 及其他科 学的关系
Biology Botany Genetics Molecular Biology Microbiology Zoology
Chemistry Biochemistry Inor.Chem. Organic Chem. Physical Chem.
Physics Astrophysics Astronomy Biophysics
Agriculture Agronomy Animal Science Crop Science Food Science Horticulture Soil Science
Analytical Chemistry
Social Sciences Archeology Anthropology Forensics
第二节 仪器分析的分类、 特点与发展
一、仪器分析发展历程
developing process of instrumental analysis 二、仪器分析分类 classification of instrumental analysis 三、仪器分析的特点 Characteristics of instrumental analysis 四、仪器分析应用领域 application range of instr：
70年代后，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。计算 机、生命科学、材料科学的发展 — 分析科学（全面准确的结构 与成分表征信息，信息分析化学）。
—— 对复杂体系样品（组分多样、不同体系物质共存等—形式、 状态、要求处理等）的分析
Engineering Civil
Chemical Electrical Mechanical
Medicine Clin. Chem. Medicinal Chem.
Pharmacy Toxicology
Materials Science Metallurgy Polymers Solid State
一、仪器分析的发展过程
developing process of instrumental analysis
1. 分析化学的三个发展阶段，三次变革。
阶段一：
16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；
20世纪初，物理化学溶液理论的发展 — 理论基础 。
分析化学由一门操作技术变成一门科学； 分析化学的第一次变革； 20世纪40年代前，化学分析占主导地位，