仪器分析教案 齐大

第一章 概论

第一节 仪器分析的内容方法及应用一、 仪器分析的内容

分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；形

态、结构等信息及其相关理论的科学；分析化学是化学中的信息科学；了分析科学的建立;20世纪40年代前：分析化学=化学分析；

越来越多的问题化学分析不能解决：如何快速、实时检测方法？ 等。进而产生仪器分析。

含量以及

化学结构的一类分析方法，由于这类分析方法需要比较复杂且特殊的仪器设备，器分析。仪器分析是从20之称。

近年来，随着电子技术、计算机技术和激光技术等的迅猛发展，古老的仪器分析法出现了新面貌，新的仪器分析方法不断涌现，在不断的仪器化。在化学学科本身的发展上以及和化学有关的各科学领域中，着越来越重要的作用。因此了解仪器分析方法的基本原理，一切化学化工工作者必须掌握的基础知识和基本技能。

仪器分析所包含的方法很多，目前已有数十种，表1-1全的。按照测量过程所观测的性质进行分类，光学分析

法、质谱分析法、热分析法和放射化学分析法等，分析法的应用最为广泛。

二、 仪器分析的方法

仪器分析所包含的方法很多，目前已有数十种，可

分为电化学分析法、色谱分析法、光学分析法、质谱分析法、其中以电化学分析法、色谱分析法及光谱分析法的应用最为广泛。

1. 电化学分析法: 电位分析法，极谱分析法，库仑分析法；

2. 色谱分析法: 气相色谱法，高效液相色谱法；

3. 光学分析法: 原子发射光谱法、原子吸收分光光度法、紫外吸收光谱法、原子荧光、分子荧光、衍射光谱等等；

4. 波谱分析法：质谱分析法，核磁共振分析法，顺磁共振分析法等等；

5. 热分析法和放射化学分析法等: 其中以电化学分析法、

为广泛。

6. 其他物理分析法：电镜分析（扫描电镜、透射电镜等）

三、 仪器分析的应用领域

社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、（DNA

技术，物证）

化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；

生命科学：DNA测序；活体检测；

环境科学：环境监测；污染物分析；

材料科学：新材料，结构与性能；

药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；

外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。

商品检验：进出口产品商品质量检验。等等。

第二节 仪器分析的特点及局限性

一、仪器分析的特点

1．分析速度快 适于批量试样的分析 许多仪器配有连续自动进样装置，采用数字显示和

电子计算机技术，可在短时间内分析几十个样品，适于批量分析。有的仪器可同时测定多种

组分。

2．灵敏度高 适于微量成分的测定，灵敏度由1E-6发展到1E-12％；可进行微量分析和痕

量分析。

3．容易实现在线分析和遥控监测 在线分析以其独特的技术和显著的经济效果引起人们的

关注与重视，现已研制出适用于不同生产过程的各种不同类型的在线分析仪器。例如中子水

分计就是一种较先进的在线测水仪器，可在不破坏物料结构和不影响物料正常运行状态下准

确测量，并用于钢铁、水泥和造纸等工业流程的在线分析。又如，高聚物的高熔点和高黏度，

使聚合物生产过程的本身及聚合物改性直至形成产品的一系列过程都要在高温、高压条件下

进行，这使对聚合物的采样分析十分困难。利用光纤探头式分光光度计可监测聚合过程中聚

醚的羟基浓度，反射式探头直接插入反应罐内，仪器离探测点50m。

4．用途广泛，能适应各种分析要求 除能进行定性分析及定量分析外，还能进行结构分析、

物相分析、微区分析、价态分析和剥层分析等。

5．样品用量少 且常可进行不破坏样品的分析，并适于复杂组成样品的分析。各类仪器分

析方法都有其优越性及应用范围。

二、仪器分析的局限性

1．仪器设备复杂，价格及维护费用比较昂贵，对维护及环境要求较高；

2．仪器分析是一种相对分析方法，一般需用已知组成的标准物质来对照，而标准物质的获

得常常是限制仪器分析广泛应用的问题之一；

3．相对误差较大，通常在百分之几~百分之几十，不适用于常量和高含量分析。

由此可见，仪器分析法和化学分析法是相辅相成的，在使用时应根据具体情况，取长补短，

互相配合，充分发挥各种方法的特长，只有这样，题。

第三节 仪器分析的发展及趋势

一、仪器分析的发展过程

分 化学的三个发展阶段，三次变革。

阶段一

16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；20理论，形成分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成一门科学；

分析化学的第一次变革

20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；

阶段二 20世纪40工业发展；化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；

（1）Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖年；

（2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖年；

（3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959化学的第二次变革。

阶段三

八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。

（1）计算机控制的分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；

促进化学计量学的建立。

（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的

化学信息。化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。

（3）以计算机为基础的新仪器的出现：傅里叶变换红外；色-质联用仪。

二、仪器分析的发展趋势

1．提高灵敏度

2．解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性

3．非破坏性检测及遥测

4．自动化及智能化

5．扩展时空多维信息

总之，仪器分析正在向快速、准确；自动、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。仪器

分析还将不断地吸取数学、物理、计算机科学以及生物学中的新思想、技术，改进和完善现有的仪器分析方法，并建立起一批新的仪器分析方法，分析发展的总趋势。

图1-1 仪器分析发展方向

总结：

1．历史、现状、发展前景

分析化学的三个发展阶段，三次变革。

阶段一：

16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；

20一门操作技术变成一门科学；

分析化学的第一次变革；

20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；

阶段二：

20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。

仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展；

化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；

为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现，为仪器分析的建立和发展奠定基础。

（1）Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；

（2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年；

（3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年

仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。

阶段三：

八十年代初，以计算机 …… 此处隐藏：2231字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……