化学分析与检测技术作业指导书

化学分析与检测技术作业指导书
第1章绪论 (4)
1.1 化学分析与检测技术概述 (4)
1.2 常用化学分析方法简介 (4)
1.2.1 光谱分析法 (4)
1.2.2 色谱分析法 (5)
1.2.3 电化学分析法 (5)
1.2.4 质谱分析法 (5)
1.2.5 X射线分析法 (5)
1.2.6 热分析法 (5)
第2章实验室安全与质量控制 (5)
2.1 实验室安全常识 (5)
2.1.1 安全规则 (5)
2.1.2 紧急处理 (6)
2.1.3 化学品管理 (6)
2.1.4 实验室设备使用 (6)
2.2 实验室质量控制方法 (6)
2.2.1 采样与样品处理 (6)
2.2.2 实验方法验证 (6)
2.2.3 校准曲线制备 (6)
2.2.4 质量控制样品 (6)
2.2.5 仪器设备校准与维护 (6)
2.3 实验数据记录与处理 (6)
2.3.1 数据记录 (6)
2.3.2 数据处理 (6)
2.3.3 数据报告 (7)
2.3.4 数据保存 (7)
第3章滴定分析法 (7)
3.1 酸碱滴定法 (7)
3.1.1 基本原理 (7)
3.1.2 试剂与仪器 (7)
3.1.3 操作步骤 (7)
3.2 氧化还原滴定法 (7)
3.2.1 基本原理 (7)
3.2.2 试剂与仪器 (7)
3.2.3 操作步骤 (8)
3.3 配位滴定法 (8)
3.3.1 基本原理 (8)
3.3.2 试剂与仪器 (8)
3.3.3 操作步骤 (8)
第4章重量分析法 (8)
4.1 沉淀重量法 (8)
4.1.2 试剂与仪器 (9)
4.1.3 操作步骤 (9)
4.2 蒸馏重量法 (9)
4.2.1 原理 (9)
4.2.2 试剂与仪器 (9)
4.2.3 操作步骤 (9)
4.3 萃取重量法 (9)
4.3.1 原理 (9)
4.3.2 试剂与仪器 (9)
4.3.3 操作步骤 (10)
第5章光谱分析法 (10)
5.1 紫外可见光谱法 (10)
5.1.1 原理 (10)
5.1.2 仪器与设备 (10)
5.1.3 实验操作 (10)
5.1.4 应用 (10)
5.2 红外光谱法 (10)
5.2.1 原理 (10)
5.2.2 仪器与设备 (10)
5.2.3 实验操作 (11)
5.2.4 应用 (11)
5.3 原子吸收光谱法 (11)
5.3.1 原理 (11)
5.3.2 仪器与设备 (11)
5.3.3 实验操作 (11)
5.3.4 应用 (11)
第6章色谱分析法 (11)
6.1 气相色谱法 (12)
6.1.1 基本原理 (12)
6.1.2 仪器设备 (12)
6.1.3 样品处理 (12)
6.1.4 操作步骤 (12)
6.1.5 应用实例 (12)
6.2 液相色谱法 (12)
6.2.1 基本原理 (12)
6.2.2 仪器设备 (12)
6.2.3 样品处理 (12)
6.2.4 操作步骤 (12)
6.2.5 应用实例 (13)
6.3 毛细管电泳法 (13)
6.3.1 基本原理 (13)
6.3.2 仪器设备 (13)
6.3.3 样品处理 (13)
6.3.5 应用实例 (13)
第7章电化学分析法 (13)
7.1 库仑滴定法 (13)
7.1.1 基本原理 (13)
7.1.2 仪器与设备 (13)
7.1.3 实验步骤 (14)
7.1.4 注意事项 (14)
7.2 伏安法 (14)
7.2.1 基本原理 (14)
7.2.2 仪器与设备 (14)
7.2.3 实验步骤 (14)
7.2.4 注意事项 (14)
7.3 电导分析法 (14)
7.3.1 基本原理 (15)
7.3.2 仪器与设备 (15)
7.3.3 实验步骤 (15)
7.3.4 注意事项 (15)
第8章荧光分析法 (15)
8.1 荧光光谱法 (15)
8.1.1 基本原理 (15)
8.1.2 仪器设备 (15)
8.1.3 样品制备 (15)
8.1.4 操作步骤 (15)
8.2 时间分辨荧光法 (15)
8.2.1 基本原理 (15)
8.2.2 仪器设备 (16)
8.2.3 样品制备 (16)
8.2.4 操作步骤 (16)
8.3 荧光偏振法 (16)
8.3.1 基本原理 (16)
8.3.2 仪器设备 (16)
8.3.3 样品制备 (16)
8.3.4 操作步骤 (16)
第9章热分析法 (16)
9.1 热重分析法 (16)
9.1.1 概述 (16)
9.1.2 仪器与设备 (16)
9.1.3 实验步骤 (17)
9.1.4 结果与分析 (17)
9.2 差示扫描量热法 (17)
9.2.1 概述 (17)
9.2.2 仪器与设备 (17)
9.2.3 实验步骤 (17)
9.3 热裂解气相色谱法 (18)
9.3.1 概述 (18)
9.3.2 仪器与设备 (18)
9.3.3 实验步骤 (18)
9.3.4 结果与分析 (18)
第10章化学分析与检测技术在现代科学研究中的应用 (19)
10.1 环境监测中的应用 (19)
10.1.1 大气监测 (19)
10.1.2 水质监测 (19)
10.1.3 土壤监测 (19)
10.2 生物医药领域的应用 (19)
10.2.1 药物分析 (19)
10.2.2 生物大分子检测 (19)
10.2.3 生物组织分析 (19)
10.3 食品安全检测中的应用 (19)
10.3.1 农药残留检测 (20)
10.3.2 食品添加剂检测 (20)
10.3.3 微生物检测 (20)
10.4 材料科学研究中的应用 (20)
10.4.1 材料组成分析 (20)
10.4.2 结构表征 (20)
10.4.3 功能测试 (20)
第1章绪论
1.1 化学分析与检测技术概述
化学分析与检测技术是研究和应用化学分析原理、方法及仪器设备，对物质的组成、性质和含量进行定性和定量分析的一门科学。

它是化学学科的一个重要分支，广泛应用于材料科学、生命科学、环境科学、药物分析等领域。

本章主要介绍化学分析与检测技术的基本概念、分类及其在各个领域中的应用。

1.2 常用化学分析方法简介
1.2.1 光谱分析法
光谱分析法是基于物质与电磁辐射（如可见光、紫外光、红外光等）的相互作用，通过测量物质的吸收、发射或散射光谱，对物质进行定性和定量分析的方法。

常用的光谱分析法包括紫外可见光谱法、红外光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法等。

1.2.2 色谱分析法
色谱分析法是利用固定相和流动相之间的分配作用，使混合物中各组分在固定相和流动相之间进行反复分配，从而实现分离和分析的方法。

常见的色谱分析法有气相色谱法、液相色谱法、薄层色谱法和高效液相色谱法等。

1.2.3 电化学分析法
电化学分析法是基于电化学反应原理，通过测量溶液中物质的电化学性质（如电位、电流、电荷等），对物质进行定性和定量分析的方法。

常见的电化学分析法包括电位分析法、伏安分析法、库仑分析法等。

1.2.4 质谱分析法
质谱分析法是利用质谱仪将样品中的分子或分子碎片进行离子化，然后根据其质荷比（m/z）进行分离和检测，从而实现定性和定量分析的方法。

质谱分析法具有高灵敏度、高分辨率和高准确度等特点，已广泛应用于生物、医药、环境等领域。

1.2.5 X射线分析法
X射线分析法是利用X射线与物质相互作用产生的衍射或荧光现象，对物质的结构、成分等进行分析的方法。

常见的X射线分析法有X射线衍射法（XRD）和X射线荧光光谱法（XRF）等。

1.2.6 热分析法
热分析法是通过测量样品在加热或冷却过程中的物理或化学性质变化，如温度、热量、质量等，对物质进行定性和定量分析的方法。

常见的热分析法包括热重分析法（TGA）、差热分析法（DTA）和差示扫描量热法（DSC）等。

本章对常用化学分析方法进行了简要介绍，旨在使读者对化学分析与检测技术有一个初步的了解，为进一步学习后续章节打下基础。

第2章实验室安全与质量控制
2.1 实验室安全常识
2.1.1 安全规则
进入实验室前，必须了解并遵守实验室安全规则。

包括但不限于：穿戴适当的实验服、戴好防护眼镜、手套等个人防护装备；实验室内严禁饮食、吸烟；禁止私拉乱接电源线及仪器设备；严格按照实验操作规程进行实验。

2.1.2 紧急处理
熟悉实验室内的紧急处理程序，如火灾、化学品泄漏、中毒、受伤等。

了解紧急联系电话、灭火器、洗眼器等应急设施的位置及使用方法。

2.1.3 化学品管理
化学品应按照规定分类、储存、使用和废弃。

了解化学品的安全技术说明书（MSDS），掌握化学品的危险特性，避免接触有害化学品。

2.1.4 实验室设备使用
在使用实验室设备前，应了解设备的工作原理、操作规程和维护保养方法。

严格按照设备操作规程进行操作，保证设备安全运行。

2.2 实验室质量控制方法
2.2.1 采样与样品处理
保证采样过程的代表性和准确性，严格按照标准方法进行样品处理。

避免样品污染、损失或变质。

2.2.2 实验方法验证
对实验方法进行验证，保证方法的准确度、精密度和线性范围等指标符合要求。

2.2.3 校准曲线制备
制备校准曲线，保证曲线的相关系数达到规定要求。

校准曲线用于实验数据的定量分析。

2.2.4 质量控制样品
定期分析质量控制样品，评价分析方法的准确性和稳定性。

2.2.5 仪器设备校准与维护
定期对仪器设备进行校准，保证测量结果的准确性。

同时做好设备的日常维护保养工作。

2.3 实验数据记录与处理
2.3.1 数据记录
实验过程中，应详细记录实验条件、操作步骤、观察结果等。

数据记录应真实、完整、准确。

2.3.2 数据处理
对实验数据进行适当的处理，如计算平均值、标准偏差、相对标准偏差等。

对于异常数据，应进行合理的判断和处理。

2.3.3 数据报告
将实验数据整理成表格、图表等形式，编写实验报告。

报告内容应包括实验目的、方法、结果和结论等。

2.3.4 数据保存
实验数据和报告应按照规定保存，以便日后查阅和审计。

电子数据应备份，防止数据丢失。

第3章滴定分析法
3.1 酸碱滴定法
3.1.1 基本原理
酸碱滴定法是基于酸碱反应的滴定分析方法。

本法通过向待测溶液中加入已知浓度的酸或碱溶液，根据反应终点指示剂的颜色变化确定反应的终点，从而计算出待测溶液中酸或碱的浓度。

3.1.2 试剂与仪器
（1）试剂：标准酸（碱）溶液、指示剂、待测溶液等。

（2）仪器：滴定管、滴定台、锥形瓶、指示剂瓶、移液管等。

3.1.3 操作步骤
（1）将待测溶液置于锥形瓶中。

（2）加入适量指示剂。

（3）用滴定管加入标准酸（碱）溶液，边滴定边振荡锥形瓶，直至指示剂颜色发生变化，记录滴定体积。

（4）根据滴定体积和标准溶液浓度，计算待测溶液中酸（碱）的浓度。

3.2 氧化还原滴定法
3.2.1 基本原理
氧化还原滴定法是利用氧化剂与还原剂之间的反应进行滴定的分析方法。

本法通过向待测溶液中加入已知浓度的氧化剂或还原剂，根据反应终点指示剂的颜色变化确定反应的终点，从而计算出待测溶液中还原剂或氧化剂的浓度。

3.2.2 试剂与仪器
（1）试剂：标准氧化剂（还原剂）溶液、指示剂、待测溶液等。

（2）仪器：滴定管、滴定台、锥形瓶、指示剂瓶、移液管等。

3.2.3 操作步骤
（1）将待测溶液置于锥形瓶中。

（2）加入适量指示剂。

（3）用滴定管加入标准氧化剂（还原剂）溶液，边滴定边振荡锥形瓶，直至指示剂颜色发生变化，记录滴定体积。

（4）根据滴定体积和标准溶液浓度，计算待测溶液中还原剂（氧化剂）的浓度。

3.3 配位滴定法
3.3.1 基本原理
配位滴定法是利用金属离子与配体之间的配位反应进行滴定的分析方法。

本法通过向待测溶液中加入已知浓度的金属离子溶液，根据反应终点指示剂的颜色变化确定反应的终点，从而计算出待测溶液中配体的浓度。

3.3.2 试剂与仪器
（1）试剂：标准金属离子溶液、配体、指示剂、待测溶液等。

（2）仪器：滴定管、滴定台、锥形瓶、指示剂瓶、移液管等。

3.3.3 操作步骤
（1）将待测溶液置于锥形瓶中。

（2）加入适量配体和指示剂。

（3）用滴定管加入标准金属离子溶液，边滴定边振荡锥形瓶，直至指示剂颜色发生变化，记录滴定体积。

（4）根据滴定体积和标准溶液浓度，计算待测溶液中配体的浓度。

第4章重量分析法
4.1 沉淀重量法
4.1.1 原理
沉淀重量法是利用溶液中待测组分与某一沉淀剂反应难溶于水的沉淀物，通过分离、洗涤、干燥和称重沉淀物，计算出待测组分的含量。

该方法适用于测定溶液中微量及常量组分。

4.1.2 试剂与仪器
（1）试剂：沉淀剂、助沉剂、洗涤剂等。

（2）仪器：电子天平、烧杯、漏斗、滤纸、干燥器等。

4.1.3 操作步骤
（1）制备试样溶液。

（2）加入沉淀剂，充分搅拌，使沉淀完全。

（3）过滤沉淀，用洗涤剂洗涤沉淀。

（4）将沉淀放入干燥器中干燥至恒重。

（5）称量沉淀，计算待测组分含量。

4.2 蒸馏重量法
4.2.1 原理
蒸馏重量法是利用液体混合物中各组分沸点的差异，通过加热使某一组分汽化，再冷凝收集汽化组分，从而实现分离和测定。

该方法适用于挥发性组分的测定。

4.2.2 试剂与仪器
（1）试剂：无需特殊试剂。

（2）仪器：蒸馏装置、冷凝器、接收器、电子天平等。

4.2.3 操作步骤
（1）将液体混合物加入蒸馏瓶。

（2）加热蒸馏，控制温度使目标组分汽化。

（3）冷凝汽化组分，收集于接收器中。

（4）称量收集的汽化组分，计算含量。

4.3 萃取重量法
4.3.1 原理
萃取重量法是利用两种不相溶的溶剂中，待测组分在某一溶剂中的溶解度较大，通过萃取实现待测组分的分离和测定。

该方法适用于非挥发性组分的测定。

4.3.2 试剂与仪器
（1）试剂：萃取剂、反萃取剂。

（2）仪器：分液漏斗、电子天平、烧杯等。

4.3.3 操作步骤
（1）将试样溶液与萃取剂混合，充分振荡。

（2）静置分层，分离出有机相。

（3）用反萃取剂处理有机相，使待测组分从有机相转移至水相。

（4）分离水相，称量萃取后的水相，计算待测组分含量。

第5章光谱分析法
5.1 紫外可见光谱法
5.1.1 原理
紫外可见光谱法基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱。

当样品分子吸收紫外或可见光区的光能时，分子中的电子从基态跃迁到激发态，从而产生特定的吸收光谱。

5.1.2 仪器与设备
（1）紫外可见分光光度计
（2）石英比色皿
（3）移液器及枪头
（4）样品池
5.1.3 实验操作
（1）样品制备：将待测物溶解于适宜溶剂中，配制成适当浓度的溶液。

（2）测量：将制备好的溶液倒入石英比色皿，放入紫外可见分光光度计中进行测量。

（3）数据处理：根据朗伯比尔定律，计算样品的浓度。

5.1.4 应用
紫外可见光谱法广泛应用于有机物定性、定量分析，以及生物大分子、金属离子等的测定。

5.2 红外光谱法
5.2.1 原理
红外光谱法基于分子振动和伸缩产生的吸收光谱。

当样品分子吸收红外光区的光能时，分子中的化学键发生振动和伸缩，从而产生特定的吸收光谱。

5.2.2 仪器与设备
（1）红外光谱仪
（2）样品池
（3）压片机及模具
（4）干燥剂
5.2.3 实验操作
（1）样品制备：将待测物与干燥剂混合，压制成透明或半透明的样品片。

（2）测量：将制备好的样品片放入红外光谱仪中进行扫描。

（3）数据处理：分析样品的红外光谱图，确定分子结构及官能团。

5.2.4 应用
红外光谱法广泛应用于有机物结构分析、定性鉴定以及材料研究等领域。

5.3 原子吸收光谱法
5.3.1 原理
原子吸收光谱法是基于样品中金属元素在特定波长的光照射下，从基态跃迁到激发态，产生特定吸收光谱的分析方法。

5.3.2 仪器与设备
（1）原子吸收光谱仪
（2）火焰原子化器或石墨炉原子化器
（3）标准溶液
（4）稀释器及移液器
5.3.3 实验操作
（1）样品制备：将待测样品经过适当处理，如消解、富集等，制备成待测溶液。

（2）测量：将制备好的溶液注入原子吸收光谱仪，进行光谱分析。

（3）数据处理：根据标准曲线法或标准加入法，计算样品中金属元素的浓度。

5.3.4 应用
原子吸收光谱法广泛应用于金属元素的分析测定，如地质、环保、生物、医药等领域。

第6章色谱分析法
6.1 气相色谱法
6.1.1 基本原理
气相色谱法是利用气态载体（固定相）与样品组分（移动相）之间的分配系数差异来实现分离的分析方法。

其主要组成部分包括进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统。

6.1.2 仪器设备
介绍气相色谱仪的构成，包括进样口、色谱柱、柱温箱、检测器（如火焰离子化检测器、热导检测器等）以及数据处理系统。

6.1.3 样品处理
详细阐述样品制备方法，包括提取、纯化、衍生化等步骤，以保证分析结果的准确性。

6.1.4 操作步骤
描述气相色谱法的具体操作步骤，包括仪器调试、样品进样、色谱柱分离、检测器检测和数据处理等。

6.1.5 应用实例
列举气相色谱法在化学分析检测领域中的应用实例，如环境监测、食品安全、药物分析等。

6.2 液相色谱法
6.2.1 基本原理
液相色谱法是利用液体作为移动相，通过色谱柱与样品组分的相互作用，实现分离的分析方法。

根据固定相的不同，可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和亲和色谱等。

6.2.2 仪器设备
介绍液相色谱仪的构成，包括高压输液系统、色谱柱、检测器（如紫外检测器、荧光检测器等）和数据处理系统。

6.2.3 样品处理
详细描述样品制备方法，包括提取、纯化、衍生化等步骤，以适应不同类型的液相色谱分析。

6.2.4 操作步骤
阐述液相色谱法的具体操作步骤，包括仪器调试、样品进样、色谱柱分离、检测器检测和数据处理等。

6.2.5 应用实例
列举液相色谱法在化学分析检测领域中的应用实例，如生物样品分析、药物质量控制、环境污染物检测等。

6.3 毛细管电泳法
6.3.1 基本原理
毛细管电泳法是利用电场作用下，根据样品组分的电荷、大小和形状等特性，在毛细管内实现分离的分析方法。

6.3.2 仪器设备
介绍毛细管电泳仪的构成，包括高压电源、毛细管、检测器（如紫外检测器、激光诱导荧光检测器等）和数据处理系统。

6.3.3 样品处理
描述样品制备方法，包括溶解、稀释、衍生化等步骤，以满足毛细管电泳分析的要求。

6.3.4 操作步骤
详细阐述毛细管电泳法的具体操作步骤，包括仪器调试、样品制备、进样、电泳分离、检测和数据处理等。

6.3.5 应用实例
列举毛细管电泳法在化学分析检测领域中的应用实例，如基因分析、蛋白质组学、药物分析等。

第7章电化学分析法
7.1 库仑滴定法
7.1.1 基本原理
库仑滴定法是基于电荷守恒原理的一种电化学分析方法。

该方法通过测定电解过程中所涉及的电量，计算出待测物质的浓度。

库仑滴定法具有准确度高、灵敏性好和适用范围广等优点。

7.1.2 仪器与设备
进行库仑滴定实验时，需使用库仑滴定仪、电解池、电极（如铂电极、汞电
极等）、参比电极、指示电极等。

7.1.3 实验步骤
（1）搭建库仑滴定实验装置，保证电解池、电极和参比电极等部件清洁、完好。

（2）将待测样品加入电解池，启动库仑滴定仪，开始电解过程。

（3）通过观察指示电极的电位变化，判断滴定终点。

（4）记录电解过程中的电量，根据电量计算出待测物质的浓度。

7.1.4 注意事项
（1）保证实验过程中电解池温度稳定，避免温度变化对实验结果产生影响。

（2）选用适当的指示电极，以保证实验的准确性。

（3）定期检查电极、电解池等实验器材，保证其功能稳定。

7.2 伏安法
7.2.1 基本原理
伏安法是一种通过测量电流与电位之间的关系来进行分析的电化学方法。

该方法基于法拉第电解定律，通过改变电位，使待测物质在电极表面发生氧化还原反应，从而测定其浓度。

7.2.2 仪器与设备
伏安法实验需使用伏安仪、三电极系统（工作电极、对电极和参比电极）、电解池等。

7.2.3 实验步骤
（1）搭建伏安法实验装置，保证电极、电解池等部件清洁、完好。

（2）将待测样品加入电解池，调节电位，使电流达到最大值。

（3）记录不同电位下的电流值，绘制伏安曲线。

（4）根据伏安曲线，计算待测物质的浓度。

7.2.4 注意事项
（1）选用适当的工作电极，以提高实验的灵敏度和准确度。

（2）控制电位扫描速率，避免过快或过慢影响实验结果。

（3）保证实验过程中电解池温度稳定。

7.3 电导分析法
7.3.1 基本原理
电导分析法是通过测量电解质溶液的电导率来分析溶液中离子的浓度。

该方法基于电解质溶液的电导率与离子浓度成正比关系。

7.3.2 仪器与设备
电导分析法实验需使用电导率仪、电极（如铂电极、玻璃电极等）、参比电极等。

7.3.3 实验步骤
（1）搭建电导分析法实验装置，保证电极、电解池等部件清洁、完好。

（2）将待测样品加入电解池，测量其电导率。

（3）根据电导率与离子浓度的关系，计算待测样品中离子的浓度。

7.3.4 注意事项
（1）避免电极表面污染，以保证实验结果的准确性。

（2）选择适当的电极，以提高实验的准确度。

（3）保证实验过程中电解池温度稳定。

第8章荧光分析法
8.1 荧光光谱法
8.1.1 基本原理
荧光光谱法是基于荧光物质在特定波长光照射下，吸收光能并跃迁至激发态，然后在返回基态过程中发射出较长波长光的现象。

本章主要介绍荧光光谱法的基本原理、仪器设备、样品制备及操作步骤。

8.1.2 仪器设备
介绍荧光光谱仪的构造、功能参数及操作方法，包括光源、单色器、样品室、检测器等部分。

8.1.3 样品制备
详细阐述荧光光谱法样品的制备方法，包括固体、液体和气体样品的制备。

8.1.4 操作步骤
介绍荧光光谱法的操作步骤，包括仪器调试、样品测定、数据采集和处理等。

8.2 时间分辨荧光法
8.2.1 基本原理
时间分辨荧光法是通过测量荧光寿命或荧光强度随时间的变化关系，来研究荧光物质的性质和动力学过程。

本节主要介绍时间分辨荧光法的基本原理及分类。

8.2.2 仪器设备
介绍时间分辨荧光光谱仪的构造、功能参数及操作方法。

8.2.3 样品制备
详细描述时间分辨荧光法样品的制备方法。

8.2.4 操作步骤
阐述时间分辨荧光法的操作步骤，包括仪器调试、样品测定、数据采集和处理等。

8.3 荧光偏振法
8.3.1 基本原理
荧光偏振法是基于荧光分子在激发和发射过程中，偏振光的变化来研究分子取向和动力学过程的一种方法。

本节主要介绍荧光偏振法的基本原理。

8.3.2 仪器设备
介绍荧光偏振仪的构造、功能参数及操作方法。

8.3.3 样品制备
详细描述荧光偏振法样品的制备方法。

8.3.4 操作步骤
阐述荧光偏振法的操作步骤，包括仪器调试、样品测定、数据采集和处理等。

第9章热分析法
9.1 热重分析法
9.1.1 概述
热重分析法（Thermogravimetric Analysis，简称TGA）是一种通过测定样品在受热过程中质量变化的分析方法。

它主要用于研究材料的热稳定性、组分含量、吸附与脱附现象等。

9.1.2 仪器与设备
（1）热重分析仪；
（2）样品舟；
（3）坩埚；
（4）天平；
（5）气氛控制器。

9.1.3 实验步骤
（1）将样品装入样品舟；
（2）将样品舟放入热重分析仪的坩埚中；
（3）设置实验参数，包括升温速率、终温、气氛等；
（4）启动热重分析仪，记录样品质量随温度变化的数据；
（5）实验结束后，关闭热重分析仪，取出样品舟。

9.1.4 结果与分析
（1）热重曲线：观察样品质量随温度的变化趋势，分析热稳定性、组分含量等；
（2）热分解温度：确定样品分解的起始、峰和结束温度；
（3）热分解机理：根据热重曲线，推测热分解反应的机理。

9.2 差示扫描量热法
9.2.1 概述
差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，简称DSC）是一种通过测定样品与参比物在相同条件下吸收或释放热量的差异，从而研究材料的热性质的分析方法。

9.2.2 仪器与设备
（1）差示扫描量热仪；
（2）样品池；
（3）参比池；
（4）坩埚；
（5）气氛控制器。

9.2.3 实验步骤
（1）将样品和参比物分别装入样品池和参比池；
（2）设置实验参数，包括升温速率、终温、气氛等；
（3）启动差示扫描量热仪，记录样品与参比物的温度差和热流率；
（4）实验结束后，关闭差示扫描量热仪，取出样品池和参比池。

9.2.4 结果与分析
（1）DSC曲线：观察样品与参比物的热流率差随温度的变化趋势，分析热性质；
（2）热焓变：计算样品在特定温度范围内的热焓变；
（3）相变温度：确定样品的熔点、结晶点等相变温度；
（4）反应热：分析样品在特定反应过程中的热效应。

9.3 热裂解气相色谱法
9.3.1 概述
热裂解气相色谱法（Thermal DegradationGas Chromatography，简称TDGC）是将热裂解技术与气相色谱相结合的一种分析方法，主要用于研究高分子材料的热分解产物。

9.3.2 仪器与设备
（1）热裂解仪；
（2）气相色谱仪；
（3）毛细管色谱柱；
（4）样品瓶；
（5）气氛控制器。

9.3.3 实验步骤
（1）将样品装入样品瓶；
（2）设置热裂解仪的参数，如温度、时间等；
（3）启动热裂解仪，使样品在设定的条件下热裂解；
（4）将热裂解产物通过气相色谱仪进行分析；
（5）记录气相色谱图，分析热裂解产物的组成。

9.3.4 结果与分析
（1）气相色谱图：观察热裂解产物的保留时间和峰面积，进行定性、定量分析；
（2）热裂解产物：分析热裂解产物的种类和含量，推测样品的热分解机理；
（3）热稳定性：评价样品的热稳定性，为材料改性提供参考。

第10章化学分析与检测技术在现代科学研究中的应用
10.1 环境监测中的应用
环境监测是保护环境和人类健康的重要手段。

化学分析与检测技术在环境监测中发挥着关键作用，主要包括大气、水质、土壤等领域的检测。

10.1.1 大气监测
大气监测涉及对空气中污染物浓度的测定，如颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、臭氧等。

采用化学分析技术，如气相色谱、质谱、原子吸收光谱等方法，实现对这些污染物的高灵敏度、高准确度检测。

10.1.2 水质监测
水质监测关注水体中各种化学物质的含量，如重金属、有机污染物、微生物等。

化学分析与检测技术如高效液相色谱、离子色谱、原子荧光光谱等方法在此领域得到广泛应用。

10.1.3 土壤监测
土壤监测主要针对土壤中的污染物、养分、微生物等进行检测。

化学分析技术如电感耦合等离子体质谱、原子吸收光谱、X射线荧光光谱等方法在土壤监测中具有重要意义。

10.2 生物医药领域的应用
化学分析与检测技术在生物医药领域具有广泛的应用，包括药物分析、生物大分子检测、生物组织分析等。

10.2.1 药物分析
药物分析涉及药物成分、含量、稳定性等方面的研究。

采用高效液相色谱、气相色谱、质谱、核磁共振等方法，为药物研发、生产和使用提供重要依据。

10.2.2 生物大分子检测
生物大分子检测主要包括蛋白质、核酸等物质的定量、定性分析。

常用技术有酶联免疫吸附试验、生物质谱、聚合酶链反应等。

10.2.3 生物组织分析
生物组织分析主要研究生物组织中各种化学成分的分布与含量。

激光共聚焦显微镜、质谱成像等技术在此领域具有重要作用。

10.3 食品安全检测中的应用。