仪器分析分类与进展

2023-3-3第一章第一章 绪绪 论论概述概述仪器分析分类与进展仪器分析分类与进展主要内容与学习方法主要内容与学习方法introduction2023-3-3一、概一、概 述述 generalization 分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学；其相关理论的科学；分析化学是化学中的信息科学；分析化学是化学中的信息科学；分析化学的发展促进了分析科学的建立分析化学的发展促进了分析科学的建立;分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解释世界的过程；释世界的过程；20世纪世纪40年代前：分析化学年代前：分析化学=化学分析；化学分析；越来越多的问题化学分析不能解决：越来越多的问题化学分析不能解决：快速、实时检测方法？快速、实时检测方法？痕量分析方法？结构确定？痕量分析方法？结构确定？2023-3-3二、仪器分析发展和作用二、仪器分析发展和作用role and development of instrument analysis 20世纪世纪40年代后：年代后：仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位；仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位；原因：原因：（1）物理学）物理学+电子技术电子技术+精密仪器制造技术的发展；精密仪器制造技术的发展；（2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫切需要）；切需要）；分析化学分析化学=化学分析化学分析+仪器分析；仪器分析；仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息2023-3-3分析化学（仪器分析）三要素分析化学（仪器分析）三要素理论对象（问题）技术生产科学技术2023-3-3分析化学六面体分析化学六面体2023-3-32023-3-32023-3-3一、仪器分析的发展过程 developing process of instrument analysis 分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一：阶段一：16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，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；2023-3-3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。2023-3-3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。2023-3-3二、仪器分析方法的分类classification of instrument analytical method仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法2023-3-3电化学分析方法的分类classification of electrochemical analysis电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法2023-3-3色谱分析方法的分类classification of chromatographic analysis色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法2023-3-3光分析方法的分类classification of electrochemical analysis光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法分子光谱分子光谱原子光谱原子光谱2023-3-3其他分析方法的分类classification of electrochemical analysis其他分析法质谱分析法联用技术热分析法2023-3-3三、仪器分析应用领域 application fields of instrument analysis 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）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（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。2023-3-3仪器分析的发展方向：微型高效自动智能2023-3-3一、一、课程主要内容课程主要内容main content of the course 十二章内容，十七类仪器分析方法，包括方法原理、仪器十二章内容，十七类仪器分析方法，包括方法原理、仪器结构、操作条件选择、应用；结构、操作条件选择、应用；四大类：光分析法、电分析法、色谱分析法、其他分析法；四大类：光分析法、电分析法、色谱分析法、其他分析法；无机物分析；有机物分析；化合物结构分析；无机物分析；有机物分析；化合物结构分析；特点：内容繁多、各成体系；特点：内容繁多、各成体系；每类方法有其特点、内在规律、应用范围每类方法有其特点、内在规律、应用范围；2023-3-3二、课程性质与目标 property and goal of the course1.1.课程性质课程性质 仪器分析：化学+物理学+电子技术+计算机(综合性学科)基础课：化学专业；应用化学；生物化学；环境化学等专业的基础课；2.2.课程目标课程目标 培养两类人才：分析仪器的熟练应用者解决问题；创新型人才发现问题，开拓新领域；例：分析仪器在C60的发现中的作用；(1)掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪器结构；(2)使学习者具备选择适宜的分析方法的能力；(3)学习创新思维方式。2023-3-3三、课程的学习方法 learning method of the course1.1.抓住主线抓住主线 特点特点原理原理用途；重点在原理用途；重点在原理2.2.归纳共性与个性归纳共性与个性 色谱法：共性：复杂混合物分离分析色谱法：共性：复杂混合物分离分析 个性：流动相个性：流动相-原理原理-对象对象3.3.处理好整体与局部处理好整体与局部 分析仪器分析仪器结构流程结构流程关键部件关键部件4.4.勤勤 书山无路勤为径！书山无路勤为径！2023-3-3主要参考书仪器分析仪器分析 北京大学出版社，北京大学北京大学出版社，北京大学仪器分析仪器分析 高等教育出版社高等教育出版社 1990 1990年，赵藻藩等年，赵藻藩等仪器分析（第三版）仪器分析（第三版）高等教育出版社高等教育出版社 2000 2000年，朱明华年，朱明华仪器分析原理方惠群等；仪器分析原理方惠群等；南京大学出版社南京大学出版社 1994 1994Principles of instrumental analysisPrinciples of instrumental analysis Skoog D A Skoog D A Saunders College Publishing,2ed 1980 Saunders College Publishing,2ed 1980仪器分析仪器分析 北京大学出版社，北京大学出版社，Christian G DChristian G D，王镇浦译王镇浦译仪器分析仪器分析 清华大学出版社，清华大学出版社，19911991年年,邓勃等邓勃等仪器分析手册化学工业出版社仪器分析手册化学工业出版社 1997 1997年，朱良年，朱良漪漪，仪器分析解题指南与习题高教出版社仪器分析解题指南与习题高教出版社 1998 1998年，施荫玉等年，施荫玉等分析化学学习指导分析化学学习指导大连理工大学出版社大连理工大学出版社 2002 2002年，刘志广年，刘志广2023-3-3英文参考书(1)(1)principles of instrumental analysisprinciples of instrumental analysis，4ed,4ed,Barcourt Brace College Publishers,Skoog D A,1992 Barcourt Brace College Publishers,Skoog D A,1992(2)(2)Modern Optical Methods of Analysis，McGraw-Hill,Skoog D A;19752023-3-3电化学分析参考书(1)(1)电化学分析导论，科学出版社，高小霞等，电化学分析导论，科学出版社，高小霞等，19861986(2)(2)电化学分析，中国科大出版社，蒲国刚等，电化学分析，中国科大出版社，蒲国刚等，19931993(3)(3)电分析化学，北师大出版社，李启隆等，电分析化学，北师大出版社，李启隆等，19951995(4)(4)近代分析化学，高等教育出版社，朱明华等，近代分析化学，高等教育出版社，朱明华等，199119912023-3-3色谱分析参考书近代色谱分析国防工业出版社近代色谱分析国防工业出版社 1998，傅若农等著；，傅若农等著；(2)2)气相色谱分析原理与技术，化学工业出版社，孙气相色谱分析原理与技术，化学工业出版社，孙传经等，传经等，19851985(3)(3)高压液相色谱法，原子能出版社，金恒亮等，高压液相色谱法，原子能出版社，金恒亮等，19871987(4)(4)毛细管色谱法，化学工业出版社，孙传经等，毛细管色谱法，化学工业出版社，孙传经等，199119912023-3-3光谱分析参考书(1)(1)光谱导论石油大学出版社光谱导论石油大学出版社 1992，李新安等译；，李新安等译；(2)(2)近代原子光谱分析，辽宁大学出版社，马成龙等，近代原子光谱分析，辽宁大学出版社，马成龙等，19891989(3)(3)光谱解析法在有机化学中的应用，科学出版社，洪光谱解析法在有机化学中的应用，科学出版社，洪海上，海上，19811981；(4)(4)有机化合物结构鉴定与有机波谱学，清华大学出版有机化合物结构鉴定与有机波谱学，清华大学出版社，宁永成，社，宁永成，19891989；(5)(5)有机化合物波谱分析，人民卫生出版社，姚新生等，有机化合物波谱分析，人民卫生出版社，姚新生等，19811981第二章第二章