分析化学第1章绪论

第1章绪论

一．教学内容

1．仪器分析的产生与发展概况

2．仪器分析的分类与特点

3．仪器分析的发展趋势

二．重点与难点

1．仪器分析与化学分析的联系和区别

2．仪器分析的分类依据与各类特点

3．仪器分析的发展趋势

三．教学目标

1．对仪器分析的分类、特点及今后的发展趋势有个总体的了解

2．对本课程学习的内容有较清晰的线索

四．建议学时安排：1 学时

一、分析化学的发展及仪器分析的产生

分析化学的发展已经历了三次巨大的变革

第一次变革

从16世纪天平的发明到20世纪初物理化学溶液理论（特别是四大反应的平衡理论）的发展，分析化学引入了物理化学的理论，也形成了自身的理论。因此，这次变革的标志是，分析化学从单纯的操作技术变成为一门学科。

第二次变革

20世纪中期，由于科学技术的进步，特别是一些重大的科学发现和发展，分析化学由化学发展到仪器分析，并逐渐产生了一些现代的仪器分析新方法，新技术，这就是第二次变革的重要标志。

第三次变革

20世纪70年代末以来，以计算机广泛应用为标志的信息时代的到来，给科学技术发展带来巨大的推动力。促使分析化学进入第三次变革:计算机处理数据的快速、准确，使分析仪器自动化、智能化，各种傅里叶变换仪器的相继问世，使传统的仪器更具优越性和多功能化；计算机促进统计处理进入分析化学，出现了化学计量学，它是利用数学和统计学的方法设计或选择最优条件，并从分析测量数据中获取最大程度的化学信息。

可以这样说，这一变革使分析化学的观念发生了转变：分析化学已经成为一门信息的科学。

二、仪器分析和化学分析的关系

1 仪器分析定义

所谓仪器分析是指那些采用比较复杂或特殊的仪器，通过测量表征物质的某些物理的或物理化学的性质参数及其变化规律来确定物质的化学组成、状态及结构的方法。

2 仪器分析与化学分析的联系

1.仪器分析是在化学分析的基础上发展起来的，其不少原理都涉及到化学分析的基本理论；

2.仪器分析离不开化学分析，其不少过程需应用到分析化学的理论。

3 仪器分析与化学分析的分别

三、仪器分析的特点

①灵敏度高，检测限低，比较适合于微量、痕量和超痕量的分析。

②选择性好，许多仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，可以不经分离而同时测定混合的组分。

③操作简便，分析速度快，易于实现自动化和智能化。

④应用范围广，不但可以作组分及含量的分析，在状态、结构分析上有广泛的应用。

⑤多数仪器分析的相对误差比较大，不适于作常量和高含量组分的测定。

⑥仪器分析所用的仪器价格较高，有的很昂贵，仪器的工作条件要求较高。

四、仪器分析的内容与分类

五、仪器分析的发展趋势

社会进步为仪器分析的发展提出了"空前的要求"

只作组分和含量的分析已远远不够了，要求进行结构、状态、形态，甚至是能态的分析；

∙只作微量分析已远远不够，越来越多要求作痕量、超痕量、甚至是原子、分子水平上的分析；

∙只作样品的平均组成分析已远远不够，要求进行组分的分布、断层、微区等分析;

∙只作静态分析已远远不够，要求作快速、连续、自动的动态、瞬时分析；

∙只在实验室里分析已远远不够，要求进行现场、在线、实时、遥感等分析；

∙只作破坏性的取样分析已远远不够，要求作非破坏性的无损、非浸入、活体等分析。

科学技术的进步，新理论、新概念、新材料、新技术的发现与发明，也为仪器分析的发展提供“空前的可能”！

分析化学（尤其是仪器分析）的发展趋势

∙学科的发展：分析化学正在突破纯化学分支学科的框框，与数学、物理学、计算机科学及生物、生命、环境、天文、空间等科学更紧密地联系起来，构成一门多学科间的交叉边缘科学，即“分析科学”；

∙新分析方法的建立：不断吸取现代科学技术的新成就，建立新的分析方法、新的分析技术，朝向高灵敏、高准确、高选择、高速度的方向发展；

∙分析仪器的发展：计算机技术的深入应用，使仪器更加自动化，智能化，多机联用。如计算机－色谱－质谱、计算机－色谱－其他仪器等联用，使仪器多功能化，提高仪器的效能；

∙除发展通用型仪器外，还应发展特殊、专用型的仪器，如医学的、航天的、长距离遥感的等专用仪器。

六、仪器分析课程指南

教学定位

仪器分析法在自然科学领域的研究和应用中占有极其重要的地位，是自然科学工作者必须掌握的关键手段，仪器分析课程在化学、化工、材料化学等专业本科生的教学内容中占有很重要的地位，是基础主干课程之一。本课程的学习对象是学完无机化学、分析化学（化学分析部分）、有机化学及部分物理化学等先行课程，且具备一定高等教学，普通物理学基础的大学学生。

教学基本要求及目标

通过本课程的教学，应使学生对仪器分析这一领域有较全面的了解，基本掌握仪器分析的各类方法，其内容涵盖光、电、色、质及某些新技术的应用。要求学生对这些方法的基本原理、仪器设备及其基本结构、方法特点及应用能较深入的理解和掌握，初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力。近几十年来，仪器分析正在飞快发展。学生在学习本课程后，应理解近代仪器分析的发展趋势及新方法、新技术的概况、增强自身的创新意识和能力。

学习导向

学习仪器分析课时应根据本课程的特点及与其它课程的联系，在普通基本原理上下功夫，在实验课程和实际应用中加以巩固和加深，在科学研究中开拓、创新。为了帮助学生更好地学习，提出以下几点建议：

1、要与其它课程密切联系起来进行学习。仪器分析中的基本理论，除了其本身的某些具体原理外，不少是其它学科或其它课程的理论为基础的，例物理学中的光、电、磁学，化学中的其他课程等。因此学习仪器分析时，要把它们密切联系起来，把基本知识融会贯通，加以应用，以深入掌握仪器分析各种方法的基本理论和基本原理。

2、要将各种仪器分析方法之间区别与联系加以比较、归纳进行学习。本课程的基本内容包括光、电、色、质四大块，四大块中某些化学基本知识有一定的联系，但它们的基本理论、基本原理具有本质上的不同，应该深刻的加以区别。而光、电、色、各块中均包含各种方法，虽然各方法有一定的独立性和差异，但它们之间有密切的联系，有许多共同点，学习时要很好地将各种方法从原理、特点、仪器设备到应用等各方面加以比较和归纳总结。

3、要把理论学习和实际应用紧密结合起来进行学习。仪器分析是一门实践性很强的学科，理论学习要联系实际，在实际中加以理论学习。联系实际有俩种途径：一，是按照课程的要求，配套进行仪器分析实验课的教学；二，是在实际工作中加以应用。运用所学的知识对具体的分析对象，选择合适的分析方法进行分析，而且在实践中巩固和加深所学的知识。

4、要努力培养自己的自学能力。在学习基础知识、基本方法的基础上，要能进一步的深化和实践，拓宽知识，掌握新方法、新技术，增强自身的创新意识和创新能力。