化学仪器分析课件.ppt

第一章绪论一、什么是仪器分析分析化学是化学量测和表征的科学，仪器分析是分析化学重要的组成部分。•化学量测—获取指定体系中有关物质的质、量、和结构等各种信息；•表征——是精确地描述其成分、含量、价态、状态、结构和分布等特征。获取信息和进行表征的方法很多，按方法分类，大体上分为两类：分析方法化学分析仪器分析定性分析定量分析光谱分析法电化学分析法分离法重量法容量法（酸碱、络合、氧化-还原、沉淀等滴定法）光谱分析法是根据物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用而建立起来的一类分析化学方法。这些电磁辐射包括从射线到无线电波的所有电磁波谱范围，而不只局限于光学光谱区。电磁辐射与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等。光谱分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。光谱分析法原子光谱法分子光谱法其它波谱法原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法紫外-可见吸收光谱法红外吸收光谱法分子荧光与磷光光谱法化学发光光谱法拉曼光谱法核磁共振波谱法质谱法电化学分析法电导分析法电位分析法（pH与离子选择性电极）电流分析法（库仑分析和电重量法）伏安分析法（极谱和溶出伏安法）分离法色谱分离法电泳分离法气相色谱法液相色谱法超临界流体色谱法毛细管电泳法毛细管电动色谱法按被分析物质的含量划分，分为三类按被分析物质的状态划分，分为三类表面分析微区分析剥层分析常量分析（0.01%)痕量分析(0.01-0.00001%)超痕量分析(0.00001%)成分分析状态分析结构分析常量分析（10mg,1ml)微量分析(0.1-10mg,0.01-1ml)超微量分析(0.1mg,0.01ml)按取样量划分，分为三类2020/11/14分析化学化学分析仪器分析酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱二、分析化学研究的两个方面分析化学分析方法分析对象举例：（1）—矿石和水分析的发展使分析化学从容量分析过渡到光谱分析（2）—原子能科学的发展带动了离子交换分离法的发展（3）—复杂物质分析的需求使仪器分析向智能化发展（二恶英分析）致癌DIOXINs剧毒致畸形人体暴露到二恶英中的允许值为:0.000000000001g/kgday（110-12g/kgday）DIOXIN家族简介苯环oop-Dioxinoo二苯并对二恶英（DD）ooClClClCl2，3，7，8-TCDDooClnCln一个DD最多可以结合8个氯原子，而根据氯原子结合的位置，可以有75种结合方式的排列组合。即DD可以有75个家庭成员！OClnCln多氯二苯并呋喃（PCDF）此外，尚有类似物等，据统计共有210种毒物，所谓二恶英是指这210种毒物。但是目前限于条件，只检测其中17种毒性最高的二恶英类化合物。目前利用色谱-质谱联用技术检测二恶英。——对象和方法这一对矛盾推动了分析化学的发展。小结：人类社会的发展给分析化学带来了越来越多的难题，也为分析化学的发展提供了越来越多的机会和发展空间，要适应社会发展的需要，分析化学家必须综合数学的、物理的、生物的、计算机的以及精密仪器制造的最新科学成果来丰富分析化学学科，因此，分析化学，特别是仪器分析已经成为一门综合性边缘科学。——分析化学已经走出化学！——分析化学正在发展成一门信息科学！2020/11/14三、分析化学的进展-仪器分析1.由分析对象来看有机物分析无机物分析生物活性物质2.由分析对象的数量级来看3.由分析自动化程度来看常量微量痕量分子水平手工操作仪器自动全自动智能化仪器分析化学主要发展趋向化学计量学在线分析实时分析原位分析活体分析教育定性传感器固定化接口自动化微型化新原理新技术新仪器分离技术联用技术仪器和计算机其它科技领域生物分析环境分析过程分析表面分析大分子表征化学图象无损分析单细胞分析单分子单聚集体分析四、怎样学习和研究仪器分析分析化学三要素：科学生产技术理论技术对象（问题）1、生产发展提出迫切需要解决的问题2、问题的解决有待于理论与技术的提高3、一项新技术的产生总是以理论作为基础因此，学习阶段打好理论基础十分重要，了解仪器的结构与性能有助于我们加深对理论问题的理解，也有助于我们发展新的理论。仪器原理仪器结构（仪器应用）举例：色素分离需要经典色谱产生塔板理论发展气相色谱产生速率理论发展高效液相色谱与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者•1901Rontgenetal首次发现X射线存在•1907Michelsonetal首次制造精密光谱仪器•1922Astonetal发明质谱测定同位素•1923Pregletal发明有机物微量分析•1930Ramanetal发现拉曼效应•1944Rabietal用共振方法记录原子核磁性•1948Tiseliusetal用电泳法发现血浆蛋白性质•1952Blochetal发展核磁共振精细测量法•1952Martinetal发明分配色谱•1959Heyrovskyetal发明极谱法•1981Siegbahnetal发明高分辨电子光谱法•1981Bloembergenetal发展激光光谱学•1991Ernstetal对高分辨核磁共振方法发展现代分析化学的地位‘94瑞士国际分析科学会议报告指出：在与化学相关的企业中工作的化学工作者中至少有10％从事分析化学的工作。美国化学家工作情况(1990年3月)专业从事工作(%)失业(%)分析化学211.0有机化学140.8高分子化学111.0环境化学91.3物理化学70.9生物化学71.1药物化学61.5无机化学50.7农业及食品化学30.9其他171.4教学要求•仪器分析是必修的专业基础课之一。通过本课程的学习1.要求学生掌握常用仪器分析方法的原理和仪器的简单结构；2.要求学生初步具有根据分析的目的，结合学到的各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择适宜的分析方法的能力。参考书•仪器分析（武汉大学）•仪器分析教程北京大学化学系仪器分析教学组（主要参考书）•分析化学（仪器分析部分）林树昌等（北京师范大学）•仪器分析原理方惠群等（南京大学）参考书（学术期刊）•国内1.分析化学2.高等学校化学学报3.光谱学与光谱分析4.分析试验室5.理化检验6.冶金分析7.分析科学学报8.光谱实验室•国外1.AnalyticalChemistry2.Analyst3.Talanta4.AnalyticalScience