现代测试的技术

• 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;
仪器分析的发展趋势
• 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 坏性的无损分析。
2．知道有关仪器的结构。如仪器由几部分组成，有 哪些重要部件，简单工作过程。
3．了解各方法的特点、应用范围及局限性，能根据 实际问题，选择合适的方法。
4．掌握各方法的分析步骤和数据处理。了解各方法 对样品的要求与样品的处理，实验条件的选择， 基本数据的运用，分析数据的处理。
常量分析、半微量和微量分析
仪器分析的发展趋势
• 21世纪是能源科学、材料科学、生命科学、环境 科学及信息科学等发展的时代，而解决问题的关 键手段之一是分析测试手段的进步。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；
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。
分析化学的发展及仪器分析的产生
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，分析化学由化学分析 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。
仪器分析方法——其它
• 质谱法——根据物质粒子的质量Fra Baidu bibliotek电荷比值进行 定性、定量和结构分析的方法。
• 热分析法——依据物质的质量、体积、热导、反 应热等性质与温度之间的动态关系。可以用于成 分分析，但更多用于热力学、动力学和化学反应 机理等方面的研究。例如，差热分析、热重分析 和流体包体分析等。
• 放射分析法——利用物质的放射性。它包括同位 素稀释法、活化分析法等。
• 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"！
仪器分析方法——光学分析
• 以电磁辐射为测量信号，包括： • 光谱——物质对电磁辐射的吸收、发射或拉曼散
射等作用建立的光学分析方法。例如，原子吸收、 X-射线荧光、核磁共振波谱和电子能谱等。 • 非光谱——是依据电磁辐射作用于物质之后，其 反射、折射或偏振等基本性质的变化建立的光学 分析。例如，折射法、干涉法、 X-射线衍射法及 电子衍射法等。
方法
常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
试样质量/mg 试液体积/mL
100
10
10~100
1~10
0.1~10
0.1~1
0.1
0.01
仪器分析的特点（与化学分析比较）
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，不经分离而同时测定混合的组分。
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．
教学目标 • 本课程主要培养对仪器分析的分类、特点的总体了解,正
确选用测试系统及装置的能力，初步掌握进行测试所需要 的基本知识和技能，并了解测试技术和测试仪器的最新技 术和发展动向。
具体的要求
1． 理解各分析方法的原理。如定性、定量分析的依 据，有关的定律、公式及其应用。
• 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、结构分析上也有广泛的应用。
• 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。
分析化学的发展及仪器分析的产生
现代测试分析
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为 基础来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。 包括，化学定性、定量及容量分析；测定时需使用 化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
• 仪器分析——是以物质的物理和物理化学性质（光、 电、磁、热、声等）及其变化规律为基础建立起来 确定物质的化学组成、状态及结构的方法。测定时， 常常需要使用比较复杂的仪器。
• 仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变化，仪 器分析是分析化学的发展方向。
学习向导
• 仪器分析是从事化学、生物、地质、环境等学科工作人员 的基础知识，是测定物质的化学组成、含量、状态和进行 科学研究与质量监控的重要手段。
定量分析的评价指标
• 定量分析是仪器分析的主要任务之一。对于一种 方法的好坏评价可利用其精密度、准确度、灵敏 度、检出限及校准曲线的线性范围等指标进行评 价。
定量分析的评价指标——精密度
• 精密度是指使用同一种方法，对同一样品进行多 次测定所得结果的一致程度，包括重复性和再现 性等。
分析化学的发展及仪器分析的产生
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，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。
仪器分析方法——电化学分析
• 根据物质在溶液中的电化学性质建立的分析方法。 包括电导法、电位法、电解法等等。
仪器分析方法——色谱分析
• 根据物质在两相（流动与固定相）中分配比建立 的分析方法，包括气相色谱和液相色谱两类。
• 色谱法与各种现代仪器分析方法联用是解决复杂 物质中各组分连续测定问题的有效途径。