2021仪器分析概论最新PPT资料
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2. 归纳共性与个性 色谱法：共性：复杂混合物别离分析 个性：流动相-原理-对象
3. 处理好整体与局部 分析仪器——构造流程——关键部件
电化学分析法是根据被测物质溶液的各 种电化学性质〔电极电位、电流、电量、 电导或电阻等〕来确定其组成及其含量 的分析方法。*
电位分析法
是一种通过测量电极电位来测定物 质量的分析方法。在电位分析中， 将电极电位随被测物质活度变化的 电极称为指示电极，将另一个与被 测物质无关的，提供测量电位参考 的电极称为参比电极，电解质溶液 由被测试样及其它组分组成。根据 测量电池电动势或指示电极电位进 展分析的方法称为电位分析。它包
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
二、课程性质与目标
property and goal of the course
几个相关概念
〔二〕化学分析
1. 课程性质 仪器设备大型复杂不易普及
色谱法：共性：复杂混合物别离分析
专业根底课； 是测量溶液电导为根底的分析方法。
第一章概论
1.
如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个分析问题呢？
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
析 电泳
质量/电荷 重量分析；质谱分析
四种混合特性
反应速率 动力学方法
热性质 热重分析；差示扫描；差热分析；热导分析
放射性 活化分析（如中子活化）；同位素稀释法
第一章绪论
1.2 仪器分析发展与分类
1.3.3 仪器分析应用领域
电解分析法
电流通过化学电池在电极上发生电子转移 的化学反响过程叫电解。
用一对电极〔通常为Pt电极〕与被测量金属 离子组成电解池，在恒电流或恒电位下进 展电解，由被测离子在已经秤重的电极上 以金属或其他形式析出的量，计算出其浓 度的方法，称火电解分析或电重量分析法； 由于各种金属离子在电解时具有不同的析 出电位，因此控制电极电位进展电解，从 而使不同元素别离的方法，称为电解别离
其中指示电极采用外表可作周期性连续 更新的滴汞阴极时，称为极谱法，而指 示电极采用固定微电极〔如悬汞电极、 玻璃炭汞膜电极等〕时，称为伏安法 〔包括溶出伏安法和伏安滴定法〕。*
电导分析法
电位分析法
电化学分析法
电解分析法
极谱与伏安分析法
库仑分析法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
光分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
分子光谱 原子光谱
紫外可见法
原子吸收光谱法
红外光谱法
原子发射光谱法
光学分析法 荧光法
核磁共振波谱法
2. 课程目标 傅根里据叶 测变量换电红池外电；动势或指示电极电位进展分析的方法称为电位分析。
(1 ) 掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪 是化学学科的一门重要分支，是研究物质的组成、构造、形态等信息及相关理论的一门学科。
从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地讲哪种方法更好。
器构造； 2 仪器分析发展与分类
• 必须注意： • 从经典分析到以上众多仪器分析中选择一个 合适方法并不容易； • 大多仪器分析灵敏度较高，但不是所有仪器 分析的灵敏度都比经典方法高； • 仪器分析对多元素或化合物分析具更高的选 择性，但经典分析中的重量或容量分析的选 择性比仪器分析法要好； • 从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地 讲哪种方法更好。
仪器分析概论
第一章 概论
1.1 仪器分析概述 分析化学、化学分析、仪器分
析 1.2 仪器分析开展与分类 分析化学的开展历程、主要的
仪器分析方法以及仪器分析的应 用领域 1.3 课程的主要内容与学习方法
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念
〔一〕分析化学
分析化学(Analytical Chemistry〕： 是化学学科的一门重要分支，是研究物质
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
其他分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
热分析法
质谱分析法
联用技术
其他分析法
类 特性
仪器方法
说明
光发射 发射光谱（X-射线；紫外可见；电子；Auger）；荧光；磷光和冷光（X- 光辐射由待测物产生
射线；紫外可见）
库仑分析法
控制电极电位，使某种待测物质在 阴极析出，由库仑计记录电解过程 所消耗的电量，电解进展完全之后， 根据法拉第电解定律，由消耗的库 仑量，可以算出待测物质的量，这 种分析方法叫库仑分析法。它包括 恒电位库仑分析和库仑滴定法〔又 称恒电流库仑分析法〕。*
极谱分析法和伏安法
是在一定电位下测量体系的电流，得到 电流-电压曲线〔伏安特性曲线〕。根据 伏安特性曲线进展定性定量分析的方法。
阶段二：
第二次世界大战前后，分析化学从以化学分析为主的经典分析 化学，发展到以仪器分析为主的现代分析化学； 仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。化学分析与仪 器分析并重，仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展； （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；
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔三〕仪器分析
仪器分析(instrumental analysis)：
是以物质的物理性质或物理化学 性质为根底，通过仪器测定样品的 某一个或几个物理参数，通过对参 数的分析或计算来到达对待测组分 的定性、定量分析。
仪器分析的特点
快速、操作简便 灵敏度高 多元素、无损分析 能进展复杂样品的分析 利用多种仪器分析方法联用，可推测未知化合物的构
雅典奥运会兴奋剂检测中心
中国兴奋剂检测中心拥有 符合国际奥委会要求的现 代化检测仪器设备，曾被 确定为2000年悉尼奥运 会的备用实验室，
在过去的10多年中， 每年都有实验室因未能通 过复试而被降级或取消资 格。
YN-CLⅥ型残毒仪
便携式多成份烟气分析仪
COD快速测定仪
பைடு நூலகம்
MegaBACE全MegaBACETM自 动DNA序列分析系统
第一章 概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔二〕化学分析
化学分析(chemical analysis)：
是以物质的化学反响为根底，通过化学试剂与待测 物的化学关系及肉眼观察，来到达对分析样品定性及 定量的目的。
化学分析特点：
1.仪器简单
2.结果准确
3.应用范围广泛
4.局限性：不适于测定痕量或微量组分
仪器分析
色谱分析法
分析仪器联用技术
热分析法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
色谱分析方法的分类
classification of chromatographic analysis
超临界色谱法
气相色谱法
色谱分析法
电色谱法
液相色谱法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
电化学分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
光吸收 分光光度法（X-射线；紫外可见；红外）；声光光谱；核磁共振；电子 电磁辐射与待测物作
自旋共振光谱
用后产生的变化
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
第一章概论
1.2 仪器分析开展与分类
分析化学的开展历程 主要的仪器分析方法 仪器分析的应用领域
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
分析化学的开展历程
分析化学的三个开展阶段、三次变革。
阶段一：
20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论（酸碱平衡、 沉淀-溶解平衡、配位平衡和氧化还原平衡 ），形成分析 化学的理论基础，分析化学由一门操作技术变成一门科 学。 20世纪40年代前，化学分析占主导地位，分析化学=化学 分析，仪器分析种类少和精度低。 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？
造 趋于自动化、智能化 相对误差较大 仪器设备大型复杂不易普及 仪器分析法必须与化学分析法配合使用
第一章概论
1.1 仪器分析概述
化学分析、仪器分析 二者的特点及关系
测量常量组分常用化学分析，而测量微量 或痕量组分时，那么常用仪器分析；
关系：化学分析是仪器分析的根底，仪器 分析离不开化学分析；二者互为补充，不 可偏废。
如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个 分析问题呢？
基于以上问题，你必须了解该仪器的性能， 或者说，该仪器到底可作什么分析！
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
主要的仪器分析方法
classification of instrument analytical method
质谱分析法
电化学分析法
光谱分析法
1.3.3 仪器分析的开展方向：
微型 高效 自动 智能
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
1.3 课程的主要内容与学习方法
一、课程主要内容
main content of the course
二、课程的性质与目标
property and goal of the course
三、课程的学习方法
（1）计算机控制的分析数据采集与处理： 实现分析过程的连续、快速、实时、智能； 促进化学计量学的建立。
（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分 析条件，获得最大程度的化学信息。 （3）以计算机为基础的新仪器的出现：
傅里叶变换红外；色-质联用仪。
The Noble Prize in Chemistry 2002瑞士核磁共振波谱学家库尔特.维特里希（Kurt Wüthrich） 教授“发明了利用 核磁共振（NMR）技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”；美国科学家约翰. 芬恩、日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法” ，而分享2002年 诺贝尔化学奖。
learning method of the course
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
一、课程主要内容
main content of the course
内容： 四大光谱：紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱、质
谱； 色谱分析法：色谱法概论、液相色谱法、气相色谱法、
高效液相色谱法 方法原理、仪器构造、操作条件选择、应用； 化合物构造分析； 通过实验掌握局部常用仪器的使用及实验方法 特点：内容繁多、各成体系； 每类方法有其特点、内在规律、应用范围；
（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
但：仪器分析自动化程度较低
阶段三：
从20世纪70年代末至今，以生物学、信息科学、计算机技术的 应用为标志的分析化学第三次变革。 高效率、微观化、微量化和自动化是现代分析化学的特色。
建立了气相色谱分析法；
(2 ) 3 课程的主要内容与学习方法
2 仪器分析发展与分类
使学习者具备选择适宜的分析方法的能力。
诺贝尔化学奖1952年；
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
三、课程的学习方法
learning method of the course
1. 抓住主线 特点——原理——用途；重点在原理
的组成、构造、形态等信息及相关理论的一 门学科。 分析化学的任务： 鉴定物质的化学组成、测定各组分的相对 含量、确定物质的化学构造
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔一〕分析化学
1. 根据分析化学的任务，分析化学分为： 定性分析、定量分析和构造分析 2. 根据分析的对象，分析化学可分为： 无机分析和有机分析 3. 根据分析所需试样用量，分析化学分为： 常量、半微量、微量、超微量分析 4. 根据分析方法所用手段分类，分析化学分为： 化学分析、仪器分析
application fields of instrument analysis
社会：体育〔兴奋剂〕、生活产品质量〔食品添加剂、农药残留量〕、 环境质量〔污染实时检测〕、法庭化学〔DNA技术，物证〕
化学：新化合物的构造表征；分子层次上的分析方法； 生命科学：DNA测序；活体检测； 环境科学：环境监测；污染物分析； 材料科学：新材料，构造与性能； 药物：天然药物的有效成分与构造，构效关系研究； 外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。
3. 处理好整体与局部 分析仪器——构造流程——关键部件
电化学分析法是根据被测物质溶液的各 种电化学性质〔电极电位、电流、电量、 电导或电阻等〕来确定其组成及其含量 的分析方法。*
电位分析法
是一种通过测量电极电位来测定物 质量的分析方法。在电位分析中， 将电极电位随被测物质活度变化的 电极称为指示电极，将另一个与被 测物质无关的，提供测量电位参考 的电极称为参比电极，电解质溶液 由被测试样及其它组分组成。根据 测量电池电动势或指示电极电位进 展分析的方法称为电位分析。它包
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
二、课程性质与目标
property and goal of the course
几个相关概念
〔二〕化学分析
1. 课程性质 仪器设备大型复杂不易普及
色谱法：共性：复杂混合物别离分析
专业根底课； 是测量溶液电导为根底的分析方法。
第一章概论
1.
如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个分析问题呢？
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
析 电泳
质量/电荷 重量分析；质谱分析
四种混合特性
反应速率 动力学方法
热性质 热重分析；差示扫描；差热分析；热导分析
放射性 活化分析（如中子活化）；同位素稀释法
第一章绪论
1.2 仪器分析发展与分类
1.3.3 仪器分析应用领域
电解分析法
电流通过化学电池在电极上发生电子转移 的化学反响过程叫电解。
用一对电极〔通常为Pt电极〕与被测量金属 离子组成电解池，在恒电流或恒电位下进 展电解，由被测离子在已经秤重的电极上 以金属或其他形式析出的量，计算出其浓 度的方法，称火电解分析或电重量分析法； 由于各种金属离子在电解时具有不同的析 出电位，因此控制电极电位进展电解，从 而使不同元素别离的方法，称为电解别离
其中指示电极采用外表可作周期性连续 更新的滴汞阴极时，称为极谱法，而指 示电极采用固定微电极〔如悬汞电极、 玻璃炭汞膜电极等〕时，称为伏安法 〔包括溶出伏安法和伏安滴定法〕。*
电导分析法
电位分析法
电化学分析法
电解分析法
极谱与伏安分析法
库仑分析法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
光分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
分子光谱 原子光谱
紫外可见法
原子吸收光谱法
红外光谱法
原子发射光谱法
光学分析法 荧光法
核磁共振波谱法
2. 课程目标 傅根里据叶 测变量换电红池外电；动势或指示电极电位进展分析的方法称为电位分析。
(1 ) 掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪 是化学学科的一门重要分支，是研究物质的组成、构造、形态等信息及相关理论的一门学科。
从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地讲哪种方法更好。
器构造； 2 仪器分析发展与分类
• 必须注意： • 从经典分析到以上众多仪器分析中选择一个 合适方法并不容易； • 大多仪器分析灵敏度较高，但不是所有仪器 分析的灵敏度都比经典方法高； • 仪器分析对多元素或化合物分析具更高的选 择性，但经典分析中的重量或容量分析的选 择性比仪器分析法要好； • 从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地 讲哪种方法更好。
仪器分析概论
第一章 概论
1.1 仪器分析概述 分析化学、化学分析、仪器分
析 1.2 仪器分析开展与分类 分析化学的开展历程、主要的
仪器分析方法以及仪器分析的应 用领域 1.3 课程的主要内容与学习方法
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念
〔一〕分析化学
分析化学(Analytical Chemistry〕： 是化学学科的一门重要分支，是研究物质
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
其他分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
热分析法
质谱分析法
联用技术
其他分析法
类 特性
仪器方法
说明
光发射 发射光谱（X-射线；紫外可见；电子；Auger）；荧光；磷光和冷光（X- 光辐射由待测物产生
射线；紫外可见）
库仑分析法
控制电极电位，使某种待测物质在 阴极析出，由库仑计记录电解过程 所消耗的电量，电解进展完全之后， 根据法拉第电解定律，由消耗的库 仑量，可以算出待测物质的量，这 种分析方法叫库仑分析法。它包括 恒电位库仑分析和库仑滴定法〔又 称恒电流库仑分析法〕。*
极谱分析法和伏安法
是在一定电位下测量体系的电流，得到 电流-电压曲线〔伏安特性曲线〕。根据 伏安特性曲线进展定性定量分析的方法。
阶段二：
第二次世界大战前后，分析化学从以化学分析为主的经典分析 化学，发展到以仪器分析为主的现代分析化学； 仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。化学分析与仪 器分析并重，仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展； （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；
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔三〕仪器分析
仪器分析(instrumental analysis)：
是以物质的物理性质或物理化学 性质为根底，通过仪器测定样品的 某一个或几个物理参数，通过对参 数的分析或计算来到达对待测组分 的定性、定量分析。
仪器分析的特点
快速、操作简便 灵敏度高 多元素、无损分析 能进展复杂样品的分析 利用多种仪器分析方法联用，可推测未知化合物的构
雅典奥运会兴奋剂检测中心
中国兴奋剂检测中心拥有 符合国际奥委会要求的现 代化检测仪器设备，曾被 确定为2000年悉尼奥运 会的备用实验室，
在过去的10多年中， 每年都有实验室因未能通 过复试而被降级或取消资 格。
YN-CLⅥ型残毒仪
便携式多成份烟气分析仪
COD快速测定仪
பைடு நூலகம்
MegaBACE全MegaBACETM自 动DNA序列分析系统
第一章 概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔二〕化学分析
化学分析(chemical analysis)：
是以物质的化学反响为根底，通过化学试剂与待测 物的化学关系及肉眼观察，来到达对分析样品定性及 定量的目的。
化学分析特点：
1.仪器简单
2.结果准确
3.应用范围广泛
4.局限性：不适于测定痕量或微量组分
仪器分析
色谱分析法
分析仪器联用技术
热分析法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
色谱分析方法的分类
classification of chromatographic analysis
超临界色谱法
气相色谱法
色谱分析法
电色谱法
液相色谱法
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
电化学分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
光吸收 分光光度法（X-射线；紫外可见；红外）；声光光谱；核磁共振；电子 电磁辐射与待测物作
自旋共振光谱
用后产生的变化
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
第一章概论
1.2 仪器分析开展与分类
分析化学的开展历程 主要的仪器分析方法 仪器分析的应用领域
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
分析化学的开展历程
分析化学的三个开展阶段、三次变革。
阶段一：
20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论（酸碱平衡、 沉淀-溶解平衡、配位平衡和氧化还原平衡 ），形成分析 化学的理论基础，分析化学由一门操作技术变成一门科 学。 20世纪40年代前，化学分析占主导地位，分析化学=化学 分析，仪器分析种类少和精度低。 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？
造 趋于自动化、智能化 相对误差较大 仪器设备大型复杂不易普及 仪器分析法必须与化学分析法配合使用
第一章概论
1.1 仪器分析概述
化学分析、仪器分析 二者的特点及关系
测量常量组分常用化学分析，而测量微量 或痕量组分时，那么常用仪器分析；
关系：化学分析是仪器分析的根底，仪器 分析离不开化学分析；二者互为补充，不 可偏废。
如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个 分析问题呢？
基于以上问题，你必须了解该仪器的性能， 或者说，该仪器到底可作什么分析！
第一章概论
1.2 仪器分析发展与分类
主要的仪器分析方法
classification of instrument analytical method
质谱分析法
电化学分析法
光谱分析法
1.3.3 仪器分析的开展方向：
微型 高效 自动 智能
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
1.3 课程的主要内容与学习方法
一、课程主要内容
main content of the course
二、课程的性质与目标
property and goal of the course
三、课程的学习方法
（1）计算机控制的分析数据采集与处理： 实现分析过程的连续、快速、实时、智能； 促进化学计量学的建立。
（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分 析条件，获得最大程度的化学信息。 （3）以计算机为基础的新仪器的出现：
傅里叶变换红外；色-质联用仪。
The Noble Prize in Chemistry 2002瑞士核磁共振波谱学家库尔特.维特里希（Kurt Wüthrich） 教授“发明了利用 核磁共振（NMR）技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”；美国科学家约翰. 芬恩、日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法” ，而分享2002年 诺贝尔化学奖。
learning method of the course
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
一、课程主要内容
main content of the course
内容： 四大光谱：紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱、质
谱； 色谱分析法：色谱法概论、液相色谱法、气相色谱法、
高效液相色谱法 方法原理、仪器构造、操作条件选择、应用； 化合物构造分析； 通过实验掌握局部常用仪器的使用及实验方法 特点：内容繁多、各成体系； 每类方法有其特点、内在规律、应用范围；
（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
但：仪器分析自动化程度较低
阶段三：
从20世纪70年代末至今，以生物学、信息科学、计算机技术的 应用为标志的分析化学第三次变革。 高效率、微观化、微量化和自动化是现代分析化学的特色。
建立了气相色谱分析法；
(2 ) 3 课程的主要内容与学习方法
2 仪器分析发展与分类
使学习者具备选择适宜的分析方法的能力。
诺贝尔化学奖1952年；
第一章概论
1.3 课程的主要内容与学习方法
三、课程的学习方法
learning method of the course
1. 抓住主线 特点——原理——用途；重点在原理
的组成、构造、形态等信息及相关理论的一 门学科。 分析化学的任务： 鉴定物质的化学组成、测定各组分的相对 含量、确定物质的化学构造
第一章概论
1.1 仪器分析概述
几个相关概念 〔一〕分析化学
1. 根据分析化学的任务，分析化学分为： 定性分析、定量分析和构造分析 2. 根据分析的对象，分析化学可分为： 无机分析和有机分析 3. 根据分析所需试样用量，分析化学分为： 常量、半微量、微量、超微量分析 4. 根据分析方法所用手段分类，分析化学分为： 化学分析、仪器分析
application fields of instrument analysis
社会：体育〔兴奋剂〕、生活产品质量〔食品添加剂、农药残留量〕、 环境质量〔污染实时检测〕、法庭化学〔DNA技术，物证〕
化学：新化合物的构造表征；分子层次上的分析方法； 生命科学：DNA测序；活体检测； 环境科学：环境监测；污染物分析； 材料科学：新材料，构造与性能； 药物：天然药物的有效成分与构造，构效关系研究； 外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。