01第一章仪器分析化学绪论

l什么是仪器分析什么是仪器分析l仪器分析与化学分析的关系仪器分析与化学分析的关系l仪器分析的分类仪器分析的分类l仪器分析的特点仪器分析的特点l待测组分的化学、物理、物化、生化或待测组分的化学、物理、物化、生化或生物性质，进行定性、定量、阐明结构生物性质，进行定性、定量、阐明结构或进行化学研究。或进行化学研究。l化学分析法：化学分析法：l 经典分析化学，基于化学反应和物质经典分析化学，基于化学反应和物质 的溶的溶 液理论，主要用于物质成分的定性分析和定液理论，主要用于物质成分的定性分析和定量分析量分析l仪器分析法：发展于仪器分析法：发展于20世纪世纪40年代年代 一般的说，仪器分析是指采用比一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的较复杂或特殊的仪器设备仪器设备，通过测，通过测量物质的量物质的某些物理或物理化学某些物理或物理化学性质性质的参数及其变化来获取物质的化学的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息组成、成分含量及化学结构等信息的的一类一类方法。方法。 这些方法一般都有独立的方法原这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。理及理论基础。lSensitivitylSelectivitylSpeedinesslAccuracylAutomaticsl除了定性和定量分析之外，还可用于物除了定性和定量分析之外，还可用于物质的结构、价态和状态分析，表面微区质的结构、价态和状态分析，表面微区和薄层分析，化学反应有关参数的测定和薄层分析，化学反应有关参数的测定以及微其他学科尤其是以及微其他学科尤其是生命科学生命科学提供有提供有用的化学信息用的化学信息l不仅是分析测试方法，而且是强有力的不仅是分析测试方法，而且是强有力的科研手段科研手段l分析化学的分析化学的发展方向发展方向 社会社会：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； 生命科学生命科学：DNA测序；活体检测； 环境科学环境科学：环境监测；污染物分析； 材料科学材料科学：新材料，结构与性能； 药物药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究； 外层空间探索外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。1 1、仪器分析是在化学分析的基础上发、仪器分析是在化学分析的基础上发展起来的。展起来的。2 2、不少仪器分析方法的原理，涉及到、不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；有关化学分析的基本理论；3 3、不少仪器分析方法，还必须与试样、不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。结合，才能完成分析的全过程。4 4、仪器分析有时还需要采用化学富、仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度；集的方法提高灵敏度；5 5、有些仪器分析方法，如分光光度、有些仪器分析方法，如分光光度分析法，由于涉及大量的有机试剂分析法，由于涉及大量的有机试剂和配合物化学等理论，所以在不少和配合物化学等理论，所以在不少书籍中，把它列入化学分析。书籍中，把它列入化学分析。l应该指出应该指出，仪器分析本身不是一门，仪器分析本身不是一门独立的学科，而是多种独立的学科，而是多种仪器方法的仪器方法的组合组合。可是这些仪器方法在化学学可是这些仪器方法在化学学科中极其重要。它们已不单纯地应科中极其重要。它们已不单纯地应用于分析的目的，而是广泛地应用用于分析的目的，而是广泛地应用于研究和解决各种化学理论和实际于研究和解决各种化学理论和实际问题。因此，将它们称为问题。因此，将它们称为“分析化分析化学中的仪器方法学中的仪器方法”更为确切。更为确切。1 1、灵敏度高，检出限量低。、灵敏度高，检出限量低。发射光谱分析法：发射光谱分析法：1010-8-81010-12-12g g ，原原子吸收光谱法：子吸收光谱法：1010-4-41010-15-15g g ，吸光吸光光度法：光度法：1010-5-51010-8-8g g ，离子选择性离子选择性电极法：电极法：1010-6-61010-8-8mol/L mol/L ，库仑分库仑分析法：析法：1010-9-9g g ，极谱法：极谱法：1010-8-81010- -1212mol/L mol/L ，气相色谱法：气相色谱法：1010-9-9g g 。2 2、选择性好。、选择性好。3 3、操作简便，分析速度快，容易实、操作简便，分析速度快，容易实现自动化。现自动化。4 4、相对误差较大。、相对误差较大。5 5、需要价格比较昂贵的专用仪器。、需要价格比较昂贵的专用仪器。1. 1. 光分析法：电磁辐射光分析法：电磁辐射4. 4. 其它仪器分析方法其它仪器分析方法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l光谱法：检测光谱的波长和强度光谱法：检测光谱的波长和强度 原子发射法、原子吸收法、原子荧光法原子发射法、原子吸收法、原子荧光法、紫紫 外可见法、红外法、核磁共振法外可见法、红外法、核磁共振法、X射线荧射线荧光法、分子荧光法、分子磷光法、化学发光光法、分子荧光法、分子磷光法、化学发光法、激光拉曼法等法、激光拉曼法等l非光谱法：测量某些光波性质的变化非光谱法：测量某些光波性质的变化 折射法、干涉法、旋光法、折射法、干涉法、旋光法、X射线衍射法、电射线衍射法、电子衍射法等子衍射法等classification of electrochemical analysis光分析法光分析法原子吸收法原子吸收法红外法红外法原子发射法原子发射法核磁法核磁法荧光法荧光法紫外可见法紫外可见法分子光谱分子光谱原子光谱原子光谱l电参数不同，分为：电参数不同，分为： 电导分析法、电导分析法、 电位分析法、电位分析法、 电解与库仑分析法、电解与库仑分析法、 伏安法和极谱法等伏安法和极谱法等classification of electrochemical analysis电化学分析法电化学分析法电位分析法电位分析法电解分析法电解分析法电泳分析法电泳分析法库仑分析法库仑分析法极谱与伏安分析法极谱与伏安分析法电导分析法电导分析法l色谱法：分配系数的差异；分为气相色色谱法：分配系数的差异；分为气相色谱法和液相色谱法；联用技术谱法和液相色谱法；联用技术l质谱法质谱法:定性能力强定性能力强l电泳法：热点为毛细管电色谱电泳法：热点为毛细管电色谱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l热分析法：物理性质与温度的关系热分析法：物理性质与温度的关系 热重法、差热分析法和差示扫描量热热重法、差热分析法和差示扫描量热法等法等l放射分析化学法：同位素稀释法、放射放射分析化学法：同位素稀释法、放射性的定法和活化分析法等性的定法和活化分析法等classification of electrochemical analysis其他分析法质谱分析法质谱分析法联用技术联用技术热分析法热分析法l20世纪的三大发展世纪的三大发展 20世纪初期世纪初期 四大平衡理论提供了理论基础四大平衡理论提供了理论基础 第二次世界大战至第二次世界大战至20世纪世纪60年代年代 开创了仪器分析的新时代开创了仪器分析的新时代 20世纪世纪70年代至今年代至今 计算机应用为标志的信息时代，分析化学计算机应用为标志的信息时代，分析化学成为综合性边缘科学成为综合性边缘科学分析科学分析科学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。计算机技术带来的自动化、数字化和计算机计算机技术带来的自动化、数字化和计算机化化 ，并向智能化、信息化发展，并向智能化、信息化发展 智能化的仪器分析方法逐渐成为常规分析的重要手段。智能化的仪器分析方法逐渐成为常规分析的重要手段。灵敏度和选择性进一步提高：痕量和超痕量灵敏度和选择性进一步提高：痕量和超痕量方法方法仪器的联用：发挥各自长处，特别是分离与仪器的联用：发挥各自长处，特别是分离与检测方法的联用检测方法的联用研究原位、在体、实时、在线；高灵敏度、研究原位、在体、实时、在线；高灵敏度、高选择性的动态分析检测；无损探测方法；高选择性的动态分析检测；无损探测方法；多元参数的检测监视方法。多元参数的检测监视方法。微型高效自动智能l基本掌握常用仪器分析方法的基本原理基本掌握常用仪器分析方法的基本原理和仪器的基本结构和仪器的基本结构l初步具有根据分析目的，根据所学知识，初步具有根据分析目的，根据所学知识，选择适宜的分析方法。选择适宜的分析方法。lemail: