仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质为 基础

仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质为基础,探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与物质内在关系为基础，进而对其进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类测定方法。仪器分析方法与分类:光学分析法非光谱法(nonspectrum method)光谱法(sepectrum method) 其他仪器分析方法和技术分离分析法（色谱分析法电化学分析法光学分析法定义：利用待测组分的光学性质（如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等）进行分析测定。理论基础：物理光学、几何光学与量子力学分类：吸收光谱法、发射光谱法，散射光谱法，旋光（偏振光）分析法、折射分析法、X射线及电子衍射分析法等紫外可见光谱仪原子吸收光谱仪电化学分析法定义：利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定。理论基础：电化学、化学热力学分类：电位分析法、极谱与伏安分析、电导分析、库仑分析等分离分析法（色谱分析法）定义：利用待测组分间的溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、迁移速率等性能方面的差异，先分离后分析测定。理论基础：化学热力学、化学动力学分类：气相色谱法,液相色谱、薄层色谱法、离子色谱法,超临界流体色谱法等仪器分析方法的主要性能参数精密度：指在相同条件下用同一方法对同一试样进行多次平行测定结果之间的符合的程度。(重复性与再现性) 表示：标准偏差S表示或相对标准偏差Sr(或RSD)表示。是测量中随机误差的量度，S、Sr越小，精密度越高.准确度：多次测定的平行值与真值（或标准值）相符合的程度。相对误差Er=(x-µ)/ µ×100% Er越小，准确度越高选择性:指分析方法不受试样中基体共存物质干扰的程度。选择性越好，干扰越少。灵敏度b:是指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度.(在浓度线性范围内校正曲线的斜率.)b=dA/dC(dM) 检出限——指某一分析方法在给定的置信度能够被仪器检出的待测物质的最低量浓度。(最小浓度,最小质量,最小物质的量) 相对检出限,绝对检出限表示: AL=A0+3S0; 能产生净响应信号AL-A0的待测物质的浓度或质量即为该分析方法对该物质的检测限D=(AL-A0)/b，AL为最小响应信号。精密度,准确度,检出限是评价分析方法的最主要技术指标仪器分析的特点(1)分析速度快。(2)灵敏度高，相对灵敏由10-4%（ppm)到10-7 % (ppb)，绝对灵敏由μg到ng。(3)容易实现在线分析和遥控监测。计算机与网络的应用.(4)用途广泛——定性分析、定量分析外、结构分析。仪器分析的局限性仪器设备复杂。仪器分析一般需用已知组成的标准物质来对照。相对误差较大，一般不适于常量和高含量分析。分析质量保证体系包括：人员的考核、仪器的维护、分析质量控制、原始记录归档及查询等制度和措施。要求实事求是地记录数据和测定过程，防止伪造实验数据的可能性，并保证测定数据的责任性和追溯性。这是一项管理方面的任务，是一种防止虚假分析结果的廉价措施，是人品和诚信的保证。样品采集及制备原则：代表性,步骤：采集、综合、抽提；方法：随机与代表性取样相结合提取和消解溶剂提取：溶剂选择，提取过程与方法消化：干法消化与湿法消化.新技术应用：压力密封消解与微波加热消解样品纯化：色谱法、化学法、萃取法样品浓缩与衍生：浓缩目的：提高待测组分浓度，除去过多溶剂浓缩方法：常压、减压、氮气吹干、冷冻干燥衍生目的吸收定义：当光与物质接触时，某些频率的光被选择性吸收并使其取样强度减弱。本质：光能转移到物质的分子或原子中。分来：分子吸收与原子吸收.特性：透射率T=I/I0，吸光度A=Lg(I0/I)朗伯-比尔定律：在一定浓度范围内，物质的吸光度A 与吸光样品的浓度C及厚度L的乘积成正比，这就是光的吸收定律A=kCL 发射：当物质受到激发后，从高能态回到低能态时，往往以光辐射的形式释放出多余能量，可分为原子发射、分子发射以及X 射线光的透射：光通过透明介质时，如果只是引起微粒的价电子相对于原子核的振动, 它所需要的光能,只是瞬时被微粒所保留,当物质回到原来的状态时,又毫无保留地将能量(光)重新发射出来, 在这个过程中没有净能量的变化,因此光频率也没有变化；只是传播速度减慢：以能源与物质相互作用引起原子、分子内部量子化能级之间迁移所产生的光的吸收、发射、散射等波长与强度的变化关系为基础的光分析法，称为光谱法与光谱有关的能量是Er、Ev 、Ee ，E光= hν= E2-E1= △E= △Ee +△Ev+ △Er △Ee为外层电子跃迁所引起的内能变化；△Ev为振动能级跃迁所引起的内能变化；△Er为转动能级跃迁所引起的内能变化; 由于物质内部的粒子运动所处的能级和产生能级跃迁时的能量变化都是量子化的，因此，在产生能级跃迁时只能吸收或发散与粒子运动相对应的特定频率的光能，形成相应的特征光谱。不同的物质由于其组成和结构的不同，粒子运动时所具有的能量也不同，获得的特征光谱也不同，因此根据试样物质的光谱可以研究物质的组成和结构原子光谱主要是由原子核外电子在不同能级间跃迁而产生的辐射或吸收，它的表现形式为线光谱。△E一般在2～20eV之间，按式△E＝hν＝h c/ λ可以估算波长多分布在紫外及可见光区(200~780nm)吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自旋原子核吸收特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，其寿命很短，当回到基态或较低能态时，有时以热或光的形式释放所吸收的的能量，由此获得的光谱就是发射光谱。散射光谱：无能量交换的为瑞利散射，有能量变化的为拉曼散射。非光谱法：圆二、旋光、折射、干涉、衍射等原子发射光谱法优点：多元素同时检测能力；灵敏度高(ICP)；选择性好；准确度高；试样用量少，测定范围广。缺点：只能用于元素总量分析，无法确定空间结构及官能团；无法进行元素价态和形态分析；常见非金属元素如O、S、N等谱线在远紫外区，无法检测原子的基本状态：基态、激发态原子发射或发光：处于激发态的电子有降低能级的趋势,即回跃迁到基态或能级较低的激发态.。此时电子以电磁辐射形式将多余能量释放出来。产生原子发射光谱.特征光谱:由于每一种元素都有其特有的电子构型,即能级层次,所以各元素的原子只能发射出它特有的波长的光,经过分光系统得到各元素发射的互不相同的光谱. 定性分析：利用足够能量使原子受激发而发光，根据某元素的特征频率或波长的谱线是否出现，即可确定试样中是否存在该种原子。定量分析：分析试样中待测原子数目越多，则被激发的该种原子的数目也多，相应的谱线强度也越大，如与已知含量的标样的谱线强度相比，即可测定试样中该种元素的含量。谱线的自吸：原子在高温区发射某一波长的辐射,被处于边缘低温状态的同种原子所吸收的现象.