现代分析化学
分析化学的定义
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。
现代分析化学中的三线性成分模型
现代分析化学中的三线性成分模型吴海龙,俞汝勤(湖南大学化学化工学院,湖南长沙 410082) 摘 要:本文针对现代分析化学实际,有选择性地介绍了三相三道三线性成分模型,扼要地列举了其主要的三线性分解算法,讨论了立体阵的秩估计、三线性分解的唯一性等。
关键词:三线性成分分析;三道;三相;平行因子;PARAFAC;立体阵秩;三线性分解唯一性 化学计量学是当代化学与分析化学的重要发展前沿[1～2]。
能容易地获得大量化学量测数据的现代分析仪器的涌现以及对这些化学量测数据进行适当处理并从中最大限度地提取有用化学信息的需要是促进化学计量学进一步发展的推动力[3]。
针对现代分析仪器例如二维激发发射荧光仪(EX-EM)、带光二极管阵列检测器的高效液相色谱仪(HPLC-DAD)和毛细管电泳仪(CE-DAD)、色质联用仪(GC-MS和LC-MS)等所提供的矩阵类型以及立体阵类型等高维响应数据,开展三相三道数据分析(Three-Mode Three-Way Data Analysis)包括立体阵的秩估计和三线性分解等方法和算法的基础研究,较深入系统地发展以张量校正、张量标准加入法等为主的化学计量学新方法、新算法用于实际复杂分析体系的直接快速定性定量分析,可为构造新一代智能分析仪器提供理论和技术依据,尤其是可为构造在未知干扰物共存下直接进行待测多组分同时定性定量分析的新一代分析仪器提供依据。
它亦可为我国分析仪器工业中应用高新技术、发展具有创新性和中国特色的新产品系列作出贡献[3]。
1 三相三道三线性成分模型 多年来,化学计量学方法多系建立在二维数据阵列即矩阵的理论和双线性模型的基础之上,利用矩阵的特征值分解等方法,以矩阵因子分析、矩阵目标转换因子分析、主成分回归、偏最小二乘回归等形式,对分析仪器所产生的矩阵类响应数据进行分解、分辨、主成分数(秩)估计、多元校正等,但由于矩阵分解所存在的固有缺陷即分解的多样性因而难以得到具有物理意义的解。
火焰光度法和原子吸收光度法
火焰光度法和原子吸收光度法一、引言火焰光度法和原子吸收光度法是现代分析化学中常用的定量分析方法。
本文将详细探讨这两种方法的原理、应用以及优缺点。
二、火焰光度法2.1 原理火焰光度法是利用物质在高温火焰中发射特定的光谱线来定量分析的方法。
其原理基于以下两个关键概念：1.激发与激发态：当物质被加热到足够高的温度时，其原子或分子的电子会从基态跃迁到激发态，此过程伴随着能级的跃迁。
2.光谱线与特定元素：不同元素的原子或分子在跃迁过程中会发射出不同波长的光谱线。
由于每种元素的能级结构不同，其发射光谱线也具有独特的特征。
2.2 测量过程火焰光度法的测量过程通常涉及以下几个步骤：1.样品制备：将待测物溶解在适当的溶剂中，并选择合适的火焰条件。
2.校准曲线：利用标准溶液制备一系列浓度已知的标准溶液，并测量其光谱线的强度。
根据标准溶液的浓度和相应的光谱线强度绘制校准曲线。
3.测量样品：将待测物的溶液进样火焰中，测量其光谱线的强度。
4.计算浓度：根据校准曲线，将测量得到的光谱线强度转换为待测物的浓度。
2.3 应用火焰光度法广泛应用于许多领域，包括环境监测、食品安全、医学诊断等。
以下是一些常见的应用示例：1.重金属检测：火焰光度法可用于测定水样中重金属的含量，例如铅、汞、镉等。
这对于环境保护和饮用水质量控制至关重要。
2.药物浓度测定：通过火焰光度法可以测定药物中的活性成分的含量，用于控制药品的质量和安全性。
3.土壤分析：火焰光度法可以用于分析土壤中的营养元素含量，为农作物的种植和土壤改良提供依据。
2.4 优缺点火焰光度法具有以下一些优点和缺点：优点： - 灵敏度高：火焰光度法可以达到很高的灵敏度，能够准确测定低浓度物质。
- 快速：测定过程简便快速，适用于大样品量的分析。
缺点： - 选择性有限：火焰光度法在分析时对物质的选择性有限，容易受到干扰。
- 仅适用于可激发的元素：火焰光度法只适用于那些能够被激发到激发态的元素或分子。
现代分析化学心得体会总结
现代分析化学心得体会总结分析化学是一门学科，它研究的是物质的成分和性质的分析方法。
随着科技的不断发展，分析化学也不断地在发展和创新。
现代分析化学已经成为了实验科学中的一个重要领域。
在我的学习和研究中，我从中收获了很多关于现代分析化学的心得体会。
首先，现代分析化学注重量化分析。
在这个领域中，一般都会采用分子量或者化学计量的方法来分析化合物的成分和性质。
这种方法可靠性高，可以快速准确地获得需要的结果。
其次，对于分析方法的选择，要考虑到需要测定的物质的性质与特点。
不同的物质所需要的分析方法也会有所不同。
因此，我们需要根据分子量、化学类型、化学活性等因素来选择不同的方法。
这样，才能够提高分析的精度和准确性，避免测定产生误差以及危害。
再者，现代分析化学重视时效性和数据处理。
在日常工作中，我们需要对数据进行实时处理，以获得尽可能准确的结果。
同时也需要注意，数据处理时需要考虑误差的来源，并进行合理的处理和纠正，以消除误差和提高结果的可靠性。
最后，现代分析化学是多学科的交融和共同努力的结果。
它需要融合物理、化学、生物等多个学科的知识和技术。
只有这样才能够掌握和运操现代分析化学的实验技术，以适应不断变化的科学工作的需要。
综合来看，现代分析化学具有很高的科学性和实用性，为实验科学的发展做出了重要贡献。
在我的学习和研究中，我更加深刻地领悟到了这些方面。
相信随着现代分析化学的不断发展，它将会在更广泛、更深入的领域中发挥出更大的作用。
紫外可见分光光度法与分子荧光光度法的比较
紫外可见分光光度法与分子荧光光度法的比较
紫外可见分光光度法和分子荧光光度法，是两种现代分析化学中常用的光度测定技术，它们之间有许多不同之处。
首先，紫外可见分光光度法可以用来测量悬浮液和溶液中某种物质含量，通过检测它
们吸收波长不同的光，并使用紫外可见分光仪可以很好地用来定量分析一种物质的含量，
主要原因是它可以采用强度谱的方式测定光谱分析，这是数据量最大的分光光度法。
而分子荧光光度法则与紫外可见分光光度法存在很大的不同。
分子荧光光度法是一种
用于测定物质的定量分析的光度测量技术，其原理是通过激发某种物质的激发状态，并采
用光谱分析的方式测定淬发状态下某种物质吸收的光谱，采用发射率谱测量它发射出来的
光谱，这种方法有利于识别样品中含量很小的物质。
此外，两种光度测量技术在检测样品中的某种物质的含量时也有很大的差异。
紫外-
可见分光光度法通常可以测到复杂样品中有结构特性的物质，因此适用于分析各种复杂混
合样品，分子荧光光度法则是通过向某种物质添加少量共振激发剂来标记样品中某种物质，然后进行定量分析，它可以清楚地测量某种独特结构物质，因此被广泛应用于纯化和同位
素比值等细胞研究中，并可以更明确地测量和筛选出某种物质。
综上所述，紫外可见分光光度法和分子荧光光度法是两种现代分析化学中常用的光度
测定技术，它们在原理，应用，检测样品中含量的某种物质等方面都存在差异，根据实际
情况和需要，可以依据自身需要选择不同的光度测量技术，以获得更准确的定量分析结果。
分析化学前沿领域
一、分析化学的发展现状
近代分析化学: 物质的定性和定量
现代分析化学: 创立和应用各种方法、仪器和策略
以获得在时间和空间内有关物质的组成、 结构、形态等全面信息。
一、分析化学的发展现状
? 分析化学的研究应用范围 现代分析化学融合许多学科的新成果, 形成了许多当代非常活跃 的研究应用领域:
1、生命科学中的分析化学
? 需要解决的分析化学问题
6）化学生物学及其相关问题: 药物作用靶点的识别；组 合化学药物合成的筛选；高通量的药物分析化学
7) 中草药有效成分分析—指纹图谱 8) 滥用药物的监控及分析 ……
THE SMALL-MOLECULE APPROACH TO BIOLOGY
1、生命科学中的分析化学
2）蛋白组学:
小分子与蛋白质、核酸等大分子作用引起其 构象的变化并影响其功能, 糖一蛋白化合物 结构多样性如何决定其功能的多样性, 真核 细胞周期调控中的蛋白质磷酸化作用等。
1、生命科学中的分析化学
? 需要解决的分析化学问题
3）单分子、单细胞分析以及实时活体分析 4) 生命体系复杂过程中的分析化学研究 5）重大疾病的预警与快速检测 (SARS、甲型H1N1流感)
分析化学前沿领域
一、分析化学的发展现状 二、分析化学的发展趋势 三、当今分析科学的前沿领域
一、分析化学的发展现状
? 分析化学的发展 分析化学经历了三次重大变革。
分析末－20世纪30年代 溶液化学分析
20世纪30年代－70年代 仪器分析/物理方法
现代 分析化学
? 化学既是传统自然科学中承上启下的中心科学, 也是与信息、生命、 材料、环境、能源、地球、空间和核科学等 8大朝阳科学都有紧密联 系、交叉、渗透的中心科学。
分析化学课件现代分析化学
03
光谱分析法
紫外-可见光谱法
Beer-Lambert定律
紫外-可见分光光度计
描述物质对光的吸收程度与浓度及光程之 间的关系。
介绍仪器构造、工作原理及操作方法。
定性分析方法
定量分析方法
通过比较吸收峰的位置、形状和强度等信 息进行物质鉴定。
利用标准曲线法进行物质浓度的测定。
红外光谱法
红外光谱原理
表面增强拉曼散射技术
表面增强拉曼散射（SERS）
当分子吸附于某些粗糙的金属（如银、金、铜等）表面时，其拉曼散射信号会显著增强，这种现象称 为表面增强拉曼散射。
分析应用
SERS技术可用于痕量物质检测、表面科学、生物医学等领域，具有极高的灵敏度和选择性。
其他新技术与新方法
纳米分析技术
利用纳米材料独特的物理化学性质，发展出高灵敏度、高选择性的分 析方法，如纳米荧光探针、纳米电化学传感器等。
库仑分析法的应用
有机官能团测定、无机离子测定、水分测定等。
极谱分析法
01
极谱分析法的基本原理
通过测量电解过程中得到的极化电极的电流-电位曲线来确定待测物质
的含量。
02
极谱分析法的分类
直流极谱法、交流极谱法和脉冲极谱法。
03
极谱分析法的应用
无机物、有机物及生物样品中多种组分的测定，如金属离子、非金属离
子、有机化合物等。
05
色谱分析法
色谱法概述
01
02
03
色谱法定义
色谱法是一种基于物质在 固定相和流动相之间分配 平衡原理的分离技术。
色谱法分类
根据固定相和流动相的状 态，色谱法可分为气相色 谱法、液相色谱法、超临 界流体色谱法等。
分析化学发展趋势
分析化学发展趋势分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念（如溶液理论）的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。
目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。
第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。
现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态（氧化- 还原态、络合态、结晶态）、结构（空间分布）、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。
随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。
近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学” 、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。
本书根据中国《国家自然科学基金会》“自然科学学科（分析）发展战略调查报告”在美国、前苏联这两个发达国家分析化学发展情况的基础上，将现代分析化学学科的发展趋势和特点归纳为八个方面，以论述分析化学整体的发展：（一）提高灵敏度这是各种分析方法长期以来所追求的目标。
当代许多新的技术引入分析化学，都是与提高分析方法的灵敏度有关，如激光技术的引入，促进了诸如激光共振电离光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光光热光谱、激光光声光谱和激光质谱的开展，大大提高了分析方法的灵敏度，使得检测单个原子或单个分子成为可能。
现代分析化学技术习题课(2005)
5）核磁共振碳谱 C13NMR 分子中有9个碳， C13NMR中只有7个峰，分子有对称性。
δ
偏共振多重性
12
q
60
t
115~142
d
s
s
165 2020/6/14
s
归属
CH3
CH2 CH C C C
推断
CH3-CH2
-CH2-CH3 苯环上没取代的碳 苯环上取代的碳 苯环上取代的碳
C=O碳
5）推断结构
应 m/z=63
m/z=50
m/z=43
H3C O
O C CH3
O C CH3
m/z=43
m/z=150
O
H3C O
C
m/z=135
H3C O
O
2020/6/14
m/z=108
m/z=92
H3C O
m/z=107
m/z=77
2020/6/14
30.根据如下MS和IR谱图确定化合物（M=78）结构，并说明依据。 50
850
1638 1510 1610 1680 1280
1）紫外光谱UV
218nm,289nm K带红移表明苯环供电基和共轭基团取代。
2）红外光谱IR
❖ ~3330 cm-1，3420cm-1，双峰，N-H伸缩振动，伯胺NH2 ❖ 3030cm-1，芳环C-H伸缩振动 ❖ 1610cm-1， 1510cm-1 芳环骨架振动 ❖ 1580cm-1， 1450cm-1 芳环骨架振动 ❖ 1680cm-1，强峰，C=O 伸缩振动（共轭） ❖ 850cm-1， 苯环对位取代 ❖ 1280 cm-1， C-O-C伸缩振动（酯(ester)吸收带）
三重峰
现代有机分析化学的发展与运用
随着现代有机分 析化学 的不 断发展 ． 越来 越多的物质 的化学信息 可 以通过分析化学显示 出来 曾经比较 陌生 的科研领域也在对客观物 质认识逐渐加深 的情况下 ． 被 引入 到有机分析 化学 的研究范 围中。比 如共振光谱 、 质谱 、 宏伟光谱等 。可 以对有机分子 的空间排列构型 、 分 子结构 、 瞬态变化等方 面的信息提供 出来 。
药物领域、 食品领域等被广泛利用 。当前在对 易挥发 的有 机物进行检 测时 。 经常会使用 到催化发光气体传感器 。有机化学研究人 员通过对 载气波长 、 流速 、 温度等条件 进行优化评估 ， 然后对 乙酸 对铜一 锌 纳米 复合材料的表面的催化发光现象进行 了深入 的分析探究 ． 创 建了灵敏 度比较高的乙酸传感法 。
【 关键词 】 现代有机分析 ； 化 学； 发展 ； 运用
２ － ３ 有机分析化学在二维传 感器上 的使用 为 了可 以充分对各种种类不 同的分 析物进 行分析 ． 通过利用传感 １ ． 现代有机化学 的发展方 向 材料 的磁 、 热、 光等性能进行充分使用后 。 研 发出了基于几个以上传感 １ ． １向在微 环境发展 原理 的传感模式 ， 可以对各种传 感材料 的信 息进行 提供。化学研究人 目前光 学 、电子学和工程学等学科 正逐渐向微型环境进行 发展 ， 员创建了一种二维传感器 ． 这种 传感器 的是根 据表面光电压和紫外光 加速 了分析 化学在 微环境 方面的发展进程 ． 在对微环境进行分析 的过 诱导 ｎ — ｓ ｊ 厂 Ｉ ． ｉ Ｏ ０ ２ ： Ｅ ｕ 表面荧光为研究基础研究出来 的。可 以对 ６ 种 程中 ． 常见 的分析 方法有激光 微探 针质谱分 析法 、 电子显微技术分 析 市售饮品和 ２ １ 种挥发性 物质进行 区分 ．在线性判别 方面也有 比较好 法、 电子探针 ｘ射线 微量分析法等 。从分 析层面 的角度 来说 ， 在脉 冲 的准确性和稳定性 激光原 子探 针 、 电子能谱 、 次级离 子质谱 的不断发展下 ， 实现 了对单 原 ２ ． ４ 乙酸传感 器的研究应用 子层表 面特征进行 检测的 目 标 乙酸属于挥发性 比较 高的一种有机物质 ， 一般在溶剂 、 化工领域 、
现代色谱法分析技术—高效液相色谱法(分析化学课件)
分析乙苯及二甲苯三个异构体的样品，用归一化法定量结果如下，计 算各组分百分含量。
组分 峰面积A 重量校正因子
乙苯 120 0.97
对二甲苯 75 1.00
间二甲苯 140 0.96
邻二甲苯 105 0.98
（乙苯21.15％；对二甲苯17.50％；间二甲苯31.35％；领二甲苯24.00％）
高效液相色谱定量分析方法 ——内标法
高效液相色谱定量分析方法
目录
01 面积归一化法
02 外标法
03 内标法
高效液相色谱定量分析方法
什么是定量分析方法
实质是搞清楚样品里各组分含量有多少的问题 。
高效液相色谱法：能将组分分离后再分析含量 。
高效液相色谱定量分析方法—案例
怎样测出食品中的添加剂是符合标准的呢？
高效液相色谱定量分析方法—案例
高效液相色谱定性分析方法
目录
01 高效液相色谱法定性分析原理
02 高效液相色谱法定性分析方法
高效液相色谱定性分析方法
天麻为天麻片的主药，怎么鉴别 天麻片里是否真正含有天麻呢？
功效 祛风除湿 舒筋通络 活血止痛
医学用途 治疗肢体拘挛 治疗手足麻木 治疗腰腿酸痛
高效液相色谱定性分析方法 01.定性分析原理
高效液相色谱定性分析方法
课后思考
复方感冒片里主要有伪麻黄碱、对乙酰氨基酚、马来酸氯苯那敏、右美沙芬这四种成份，请你结合
前面所学知识，说一说如何采用高效液相色谱法定性鉴别这四种成份呢？ 如下图所示，这个样品中是否含有这四种有效成份呢？
高效液相色谱法概念
高效液相色谱法概述
一、高效液相色谱法简介
液相色谱分析是在经典的液体柱色 谱基础上，引入了气相色谱的理论；
现代分析化学的内涵和新定义
作用。例如, 各种光谱和能谱法。这第二次飞跃意义 重大, 它使分析化学向多学科的方向发展。由此产生 了许多“仪器分析”方法。 Khop ka r[3] 认为这类方法 宜改称“现代分析”方法为妥。 因为天平和滴定管也 是仪器。称作“经典分析”方法的称重 (因“重量”这一 术语已废止而改名) 法和滴定法在整个分析方法中 比重日益下降, 因为单纯的“化学”分析已不能满足 客观的要求: 简便、快速和灵敏。
首先是依靠化学本身的进展。 有机试剂的蓬勃 发展和螯合滴定 (以及随后的包合滴定) 的创立, 大 大改变了分析化学的面貌, 提高了分析结果的精度 和准确度与分析方法的选择性和灵敏性。 这是第一 次飞跃。
第二次飞跃是汲取物理学的成就, 特别是电学 和光学的成就, 这方面有二个层次: 一个层次是以化 学反应为主、物理手段为辅。 例如, 滴定法用电位法 判断终点以应用于本身显色的滴定系, 又如用分光 光度法取代目视比色法。 另一个层次是完全摆脱化 学 反应、改而令待分析物直接与电磁波或微粒子束
( 7) 称作“分析科学”或“分析学”也是有缺点 的。在自然科学中尚有分析几何学 (ana lytica l geom 2 etry, 它在我国称作解析几何学)、分析力学 (ana lyti2 ca l m echan ics) 等。如果把这些具有分析性质的学科 包纳在内或排除在外, 都显得“名实不符”。
分析化学 (分析学) 是一门自然科学。 它致力于 建立和应用各种方法、仪器和战略以获得有关物质 在一定时间或空间内的组成、结构和能态的信息。
这是一个高度概括的定义。 它包括了任务、手 段、目标和适用面; 但不涉及分析化学的具体内涵。
分析化学完整版ppt课件
环境污染物的分析方法
1 2 3
环境污染物的分类与特点
根据污染物的性质、来源和危害程度进行分类， 如有机污染物、无机污染物、放射性污染物等。
分析方法的选择原则
根据污染物的种类、浓度范围、样品基质等因素 ，选择合适的分析方法，确保分析结果的准确性 和可靠性。
常用分析方法介绍
包括光谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分 析等，以及这些方法在环境污染物分析中的应用 实例。
在线监测与实时分析
许多应用场景需要在线监测和实时分析结果，对分析化学的响应速度 和准确性提出了更高要求。
分析化学的未来发展方向
单细胞分析
单细胞分析能够揭示细胞间的异质性，为精准医疗和个性 化治疗提供重要依据。
无损分析和原位分析
无损分析和原位分析能够在不破坏样品的情况下获取分析 结果，对于文物保护、艺术品鉴定等领域具有重要意义。
以摩尔为单位计量物质的量，是国际 单位制中的基本单位。
物质的量浓度与质量浓度
物质的量浓度是单位体积溶液中所含 溶质B的物质的量，质量浓度则是单 位体积溶液中所含溶质B的质量。
摩尔质量与摩尔体积
摩尔质量是单位物质的量的质量，摩 尔体积是单位物溶液配制计算 、化学分析计算等，是分析化学的基 础。
有机化合物的合成与反应
合成方法
01
基本合成法、逆合成分析法、组合合成法等
反应类型
02
亲核反应、亲电反应、自由基反应等
反应条件
03
温度、压力、催化剂等
有机化合物的分析方法
分离方法
蒸馏、萃取、色谱法等
鉴定方法
红外光谱、核磁共振谱、质谱等
定量分析方法
重量分析法、滴定分析法等
06
日常生活中的分析化学
日常生活中的分析化学
(一)农业：土壤、农药、化肥
(二)、工业生产：
质检（产品、原材料）
(三)、环境保护：
环境监测(大气、水、土壤分析等）
测定空气中污染物如NO2,SO2,CO等含量，这两者不仅对人体呼吸道有影响，而且造成酸雨。
烟镉会引起肾功能衰退，吸入过多会头痛，头晕，呕吐，胸痛，死亡。
(四)、体育
兴奋剂检测。
(五)、刑事侦破
各人头发中微量元素含量不同，通过测定可判断现场的头发是谁的。
扩展资料：
分析方法的要求
分析方法要力求简便，不仅野外工作（诸如地质普查、化学探矿、环境监测、土壤检测等）需要简便、有效的化学分析方法，室内例行分析工作也如此。
因为在不损失所要求之准确度和精密度的前提下，方法简便，步骤少，这就意味着节省时间、人力和费用。
例如，金店收购金首饰时，是将其在试金石板上划一道（科学名称是条纹），然后从条纹
的颜色来鉴定金的成色。
这种条纹法在矿物鉴定中仍然采用。
当然，该法不及火试金法或原子吸收光谱法准确，但已能达到鉴定金器之目的。
又如，糖尿病人的尿糖量可用特制的含酶试纸进行检验，从试纸的颜色变化估计含糖量的多寡，其方法之简便连患者本人也会使用。
另一方面，用原子吸收光谱法虽然也能间接测定尿样中含糖量，但因为不经济而没有被采用。
现代分析化学与化学计量学研究
理论探讨246作者简介：牛金勇（1983— ），男，汉族，河南荥阳。
主要研究方向：计量校准测试技术。
随着社会的现代化发展，各类学科不断完善，其知识分类进一步细化、专业化，化学学科同样如此。
化学计量学作为化学学科领域中的一个重要分支，具有一定的复杂性，其内容包括了统计学、数学等不同的知识，在此基础上与化学知识融合起来，因此化学计量学也有化学统计学的称谓。
一、化学计量学的定义及发展概况化学计量学作为化学专业中的一大门类，在对化学反应相关内容加以分析的过程中，往往会借助化学计量学领域的数学、统计等方法，实现化学反应物状态和测量值间的高效联系，进而对化学反应做更深入的解读与细致的探讨。
正是因为化学计量学涉及了数学、计算机、统计学等多个现代学科的核心知识点与相关理念，因此能够全面发挥这多类知识的优势，完成化学反应的优化设计、测量方法创新等工作，进而对科学测量后得到的相关信息做全面整合与计算，对化学反应过程中不同反应物的状况及其变动做实时的准确的了解，对其内部构造、构成要素等做剖析判断，其实用价值由此可见一斑。
二、化学计量学的要素究化学计量学实质，可将其等同于专门测试化学反应数据的重要理论模式，同时也是与化学反应过程中复杂数据的科学运算相关的一种方法论。
由此可见，在化学计量学领域，其主要问题集中在化学知识的深入解读上，因此具有细分性、专业性特征，是对化学基础理论体系加以丰富与深化的重要工具。
具体来说，化学计量学的要素涵盖了以下几点。
其一，是其核心目的——即尽可能地完成化学实验信息的研究；其二，是其主要流程，即在化学实验过程中完成相关数据的整合、计算与评估；其三，是作用，它能够在全面数据分析的同时对整个化学反应的发生过程加以优化，因此优势明显。
三、化学计量学的应用（一）化学计量学在化学定量构效关系方面的应用在化学领域，对定量构效关系(QSAR)的研究，指的是对化学物质的结构特征、结构及属性关系进行研究，它目前属于化学计量学的关键内容之一。
高效液相出峰和质谱出峰
高效液相出峰和质谱出峰1.引言1.1 概述高效液相出峰（High Performance Liquid Chromatography，简称HPLC）和质谱出峰（Mass Spectrometry，简称MS）是现代分析化学领域中广泛使用的两种重要技术手段。
它们在分析样品中的化合物和确定其结构、性质等方面发挥着至关重要的作用。
高效液相出峰是一种基于液体相和固定相相互作用的分离技术。
通过将样品溶于流动相中，使其在高压作用下通过填充了固定相的柱子，从而实现化合物的分离。
高效液相出峰具有分离效率高、分离时间短、适用范围广的特点。
它可以根据化合物在固定相上的亲疏水性、极性、电荷等不同特性来实现对复杂样品的分离和定性、定量分析。
质谱出峰是一种通过将样品中的化合物分子转化为离子，然后根据其质量-电荷比（m/z）进行分析和测定的技术。
质谱出峰通过质谱仪将样品中的分子离子化，然后根据离子在电场中的运动轨迹和质量-电荷比的不同，进行质谱图谱的记录和分析。
质谱出峰具有高灵敏度、高分辨率、快速响应和广泛适用性等特点。
它可以实现对样品中微量化合物的检测和定性分析，同时还可以确定化合物的分子结构和分子量，为化合物的鉴定和定量提供重要依据。
两种技术手段在实际应用中常常结合使用，互为补充。
高效液相出峰可以实现对复杂样品的分离和纯化，然后再通过质谱出峰对分离得到的纯化化合物进行结构表征。
因此，高效液相出峰和质谱出峰在生物医药、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用前景。
在本文中，我们将首先介绍高效液相出峰的原理和应用，并重点阐述其优势和局限性。
接着，我们将详细讲解质谱出峰的原理和应用，并探讨其在分析化学中的重要作用。
最后，我们将综合比较两种技术手段的优势和不足之处，并展望它们的发展前景。
通过本文的阐述，相信读者会对高效液相出峰和质谱出峰有更加深入的理解，为实际应用提供科学的指导和参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将对高效液相出峰和质谱出峰进行详细讨论。
光谱 色谱 质谱
光谱色谱质谱
光谱、色谱和质谱是现代分析化学领域中常用的分析技术。
光谱分析是通过分析样品与电磁辐射的相互作用来确定其化学成分和结构的方法。
常见的光谱技术包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱和荧光光谱等。
色谱分析是一种物理分离技术，通过将待测物质与固定相相互作用，将其分离出来并进行定量分析。
色谱技术包括气相色谱、液相色谱和离子交换色谱等。
质谱分析则是一种高灵敏度的分析技术，通过将待测物质离子化，通过质量分析仪对其进行分析，从而确定其分子量和结构。
质谱技术包括质谱-质谱联用、时间飞行质谱和电子轰击质谱等。
这些分析技术在生物医药、环境监测、食品安全等领域都有广泛的应用。
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高效液相色谱与质谱连用接口液-质联用接口技术主要是沿着三个分支发展的：（1）流动相进入质谱直接离子化，形成了连续流动快原子轰击（continuous-flow fast a tom bombarment, CFFAB）技术等；（2）流动相雾化后除去溶剂，分析物蒸发后再离子化，形成了“传送带式”接口（moving -belt interface）和离子束接口（particle-beam interface）等；（3）流动相雾化后形成的小液滴解溶剂化，气相离子化或者离子蒸发后再离子化，形成了热喷雾接口（thermo spray interface）、大气压化学离子化（atmospheric pressure ch emical ionization, APCI）和电喷雾离子化（electrospray ionization, ESI）技术等。
有关液相质谱的接口技术和LC-MS 技术的发展，Niessen 曾经进行了较为详细的综述。
1 液体直接导入接口1972 年，Tal’roze 等人提出了直接将色谱柱出口导入质谱的思想，当时称之为毛细管入口界面。
相继有许多研究组开展这方面的研究，在1980 年这种液质接口已经用于商业化生产。
为了避免非挥发溶剂的污染，Melera 使用一个小的横隔膜对这一接口进行了改进，研制成了液体直接导入接口（direct liquid introduction interface）技术。
该接口是将液相色谱的流动相沿着进样杆流动，然后通过一个直径为3-5µm 的针孔，使液体射入质谱计的CI 离子源中。
采用传统的CI 离子源可以很容易地把色谱与质谱计相连或脱开。
液体直接导入接口的优点是：接口简单，造价低廉，可将非挥发性和热不稳定性的化合物温和地转化成气态，样品以溶液状态进入质谱形成了CI 条件，可得到分子量信息。
缺点是：分流过程中需要减少大量的流动相，使用的隔膜经常堵塞。
质谱仪2 连续流动快原子轰击1985 和1986 年，快原子轰击（FAB）和连续流动快原子轰击（CFFAB）接口技术相继问世，并随后投入了商业化生产。
快原子轰击是用加速的中性原子（快原子）撞击以甘油调和后涂在金属表面的有机物（“靶面”），导致这些有机化合物的电离。
分析物经中性原子的撞击获取足够的动能以离子或中性分子的形式由靶面逸出，进入气相，产生的离子一般是准分子离子。
在此基础上发展的连续流动快原子轰击技术，得到更广泛的应用。
其甘油的浓度在2% -5%之间，比静态的FAB使用的甘油量少，且测定过程中“靶面”得到不断更新，其化学物理性质变化很小，同时经色谱分离后的共存物质不会同时出现在“靶面”上，因此大大降低了噪声，信噪比提高，定量分析的重现性也得到改善。
连续流动快原子轰击接口的优点：是一种“软”离子化技术，适用于分析热不稳定、难以汽化的化合物，尤其是对肽类和蛋白质的分析在当时是最有效的。
缺点是：只能在较低的流量下工作，一般小于5µl/min，大大限制了液相柱的分离效果，流动相中使用的甘油会使离子源很快变脏，同时容易堵塞毛细管，混合物样品中共存物质的干扰也会抑制分析物的离子化，降低灵敏度。
3 “传送带式”接口1977 年，世界上第一台商业化生产的液-质联用接口就是使用传送带式（moving-belt, MB）技术，是由Mac Fadden 等人对前人研制的传送线式接口技术的改进。
该接口是液相的流动相不停地由传送带送入质谱离子源，传送带可根据流动相的组成进行调整。
在传送过程中，样品闪蒸解离进入离子源，在进入离子源前通过两个不同的泵和真空阀在减压条件下加热除去流动相，可以连接EI、CI 或FAB。
在分析未知化合物时，可连接EI 分析，获得的谱图可以在质谱数据库检索。
分析大分子生物样品时，多选用FAB。
在CI 条件下，当样品与CI 等离子体完全接触的状态下才可获得最佳结果。
传送带式接口的优点是：对挥发性溶剂的传送能力高达1.5ml/min，对纯水会减少至0.5ml /min；喷射装置与传送带表面呈45o 夹角时，可以改善色谱积分曲线；非挥发性缓冲液可以从传送带上除去，可以使用非挥发性缓冲溶液；对样品的收集率和富集率都较高。
缺点是：传送带的记忆效应不易消除，检测信号的背景值较高，只能分析热稳定性的化合物。
4 离子束接口离子束接口（ particle-beam interface,PB ）是从单分散气溶胶界面（monodisperse a erosol generating interface for chromatography, MAGIC）发展来的。
该接口将液相色谱的流动相在常压下借助气动雾化产生气溶胶，气溶胶扩展进入加热的去溶剂室，此时待测分子通过一个动量分离器与溶剂分离，然后经一根加热的传送管进入质谱。
分析物粒子在离子源与热源室的内壁碰撞而分解，溶剂蒸发后释放出气态待测分子即可进行离子化。
离子束接口的优点是：分析范围比热喷雾接口更宽，将电离过程与溶剂分离过程分开，更适合于使用不同的流动相，不同的分析物质；主要用于分析非极性或中等极性，分子量小于1, 000 的化合物，在药残、药物代谢分析、化工方面曾有许多成功的实例分析。
其缺点是：灵敏度变化范围大，线性响应的浓度范围较窄，两种化合物的协同洗脱会对响应产生不可预测的效应，使用高速氦气造价太高，离子化手段仍然是电子轰击，不适于分析热不稳定的化合物。
5 热喷雾接口热喷雾接口（thermo spray interface）是从20 世纪70 年代中期开始在美国休斯顿大学实验室立项研究，旨在解决在液相和质谱之间传送1ml/min 流速水溶液流动相的难题，可使用EI和CI两种离子化源。
在最初的设计中非常复杂，直到1987 年后的五年内才得到突飞猛进的发展。
该接口是将液相色谱的流动相通过一根电阻式加热毛细管进入一个加热的离子室，毛细管内径约0.1mm，比液体直接导入接口的取样孔大很多。
毛细管的温度调节到溶剂部分蒸发的程度，产生蒸汽超声喷射，在含有水溶剂的情况下，喷射中含有夹带荷电小液滴的雾状物。
由于离子室是加热的，并由前级真空泵预抽真空，当液滴经过离子源时继续蒸发变小，有效地增加了荷电液滴的电场梯度。
最终使其成为自由离子而从液滴表面释放出去，通过取样锥内的小孔离开热喷雾离子源。
热喷雾接口的优点是：可以减少进入质谱的溶剂量，对不挥发的分析物分子也可电离，可以接受的溶剂流量大致范围为0.5~2.5ml/min，但不允许有不挥发性缓冲溶液。
缺点是：该接口技术的重现性较差，受溶剂成分、取样杆温度及离子源温度的影响；是一种软电离技术，在谱图中只有分子离子峰，碎片非常少；对分析物要求有一定的极性，流动相中要有一定量的水，对热稳定性差的化合物有明显的分解作用。
6 电喷雾离子化技术电喷雾（ESI）技术作为质谱的一种进样方法起源于20 世纪60 年代末Dole等人的研究，直到1984 年Fenn 实验组对这一技术的研究取得了突破性进展。
1985 年，将电喷雾进样与大气压离子源成功连接。
1987 年，Bruins 等人发展了空气压辅助电喷雾接口，解决了流量限制问题，随后第一台商业化生产的带有API 源的液-质联用仪问世。
ESI 的大发展主要源自于使用电喷雾离子化蛋白质的多电荷离子在四极杆仪器上分析大分子蛋白质，大大拓宽了分析化合物的分子量范围。
ESI 源主要由五部分组成：（1）流动相导入装置；（2）真正的大气压离子化区域，通过大气压离子化产生离子；（3）离子取样孔；（4）大气压到真空的界面；（5）离子光学系统，该区域的离子随后进入质量分析器。
在ESI 中，离子的形成是分析物分子在带电液滴的不断收缩过程中喷射出来的，即离子化过程是在液态下完成的。
液相色谱的流动相流入离子源，在氮气流下汽化后进入强电场区域，强电场形成的库仑力使小液滴样品离子化，离子表面的液体借助于逆流加热的氮气分子进一步蒸发，使分子离子相互排斥形成微小分子离子颗粒。
这些离子可能是单电荷或多电荷，取决于分子中酸性或碱性基团的体积和数量。
电喷雾离子化技术的突出特点是：可以生成高度带电的离子而不发生碎裂，可将质荷比降低到各种不同类型的质量分析器都能检测的程度，通过检测带电状态可计算离子的真实分子量，同时，解析分子离子的同位素峰也可确定带电数和分子量。
另外，ESI 可以很方便地与其它分离技术联接，如液相色谱、毛细管电泳等，可方便地纯化样品用于质谱分析。
因此在药残、药物代谢、蛋白质分析、分子生物学研究等诸多方面得到广泛的应用。
其主要优点是：离子化效率高；离子化模式多，正负离子模式均可以分析；对蛋白质的分析分子量测定范围高达105 以上；对热不稳定化合物能够产生高丰度的分子离子峰；可与大流量的液相联机使用；通过调节离子源电压可以控制离子的断裂，给出结构信息。
7 大气压化学离子化技术大气压化学离子化（APCI）技术应用于液-质联用仪是由Horning 等人于20 世纪70 年代初发明的，直到20 世纪80 年代末才真正得到突飞猛进的发展，与ESI 源的发展基本上是同步的。
但是APCI 技术不同于传统的化学电离接口，它是借助于电晕放电启动一系列气相反应以完成离子化过程，因此也称为放电电离或等离子电离。
从液相色谱流出的流动相进入一具有雾化气套管的毛细管，被氮气流雾化，通过加热管时被汽化。
在加热管端进行电晕尖端放电，溶剂分子被电离，充当反应气，与样品气态分子碰撞，经过复杂的反应后生成准分子离子。
然后经筛选狭缝进入质谱计。
整个电离过程是在大气压条件下完成的。
APCI 的优点是：形成的是单电荷的准分子离子，不会发生ESI 过程中因形成多电荷离子而发生信号重叠、降低图谱清晰度的问题；适应高流量的梯度洗脱的流动相；采用电晕放电使流动相离子化，能大大增加离子与样品分子的碰撞频率，比化学电离的灵敏度高3 个数量级；液相色谱-大气压化学电离串联质谱成为精确、细致分析混合物结构信息的有效技术。