儀器分析：第一章 緒論 概述

*第一章

緒論1.1.1

概述1.1.2儀器分析的分類及特點1.1.3儀器分析的發(fā)展過程1.1.4課程的主要內(nèi)容與學習方法第一節(jié)

概述IntroductionGeneralization*1.1.1概述

分析化學是人們用來認識、解析自然的重要手段之一；分析化學是研究獲取物質(zhì)的組成、形態(tài)、結(jié)構等信息及其相關理論的科學；分析化學是化學中的信息科學；

分析化學的發(fā)展促進了分析科學的建立；分析化學的發(fā)展過程是人們從化學的角度認識世界、解釋世界的過程；20世紀40年代前：分析化學≈化學分析越來越多的問題化學分析不能解決：

快速、實時檢測？痕量分析？結(jié)構確定？*

20世紀40年代后：儀器分析的大發(fā)展時期，確立了儀器分析的地位；原因：（1）物理學+電子技術+精密儀器制造技術的發(fā)展；（2）社會發(fā)展的迫切需要（發(fā)展動力，連續(xù)化大生產(chǎn)的迫切需要）。分析化學=化學分析+儀器分析；

儀器分析：通過最佳物理方法獲取盡可能多的化學信息。

儀器分析的發(fā)展“與時俱進”，與社會發(fā)展同步。*

20世紀90年代后，各種新方法、新內(nèi)容廣泛應用：（1）化學計量學（2）毛細管電泳（3）高效膜分析技術（4）超臨界萃?。?）分子分析（6）納秒分析（7）微流控與生物芯片儀器分析大發(fā)展過程中處處體現(xiàn)“創(chuàng)新性思維”方法！*分析化學（儀器分析）三要素理論對象（問題）技術生產(chǎn)科學技術*分析化學六面體***1.1.2

儀器分析的分類及特點儀器分析的內(nèi)容豐富，發(fā)展迅速，所體現(xiàn)出的“與時俱進”特征是其它化學基礎課程所少見的。凡能表征物質(zhì)的物理和化學性質(zhì)的方法，原則上都可以被用作分析該物質(zhì)的依據(jù)。由此也使得儀器分析不僅方法眾多，且各種方法具有相對比較獨立的原理、特點及應用范圍而自成體系。熟悉儀器分析分類方法與發(fā)展進程對于學習儀器分析是十分必要的。

**儀器分析方法的分類圖示儀器分析電化學分析法光分析法色譜分析法熱分析法分析儀器聯(lián)用技術質(zhì)譜分析法*電化學分析方法的分類電化學分析法電位分析法電解分析法電泳分析法庫侖分析法極譜與伏安分析法電導分析法*色譜分析方法的分類色譜分析法氣相色譜法薄層色譜法液相色譜法激光色譜法電色譜法超臨界色譜法*光學分析法的分類光學分析法原子吸收光譜法紅外光譜法原子發(fā)射光譜法核磁共振法熒光分析法紫外光譜法分子光譜原子光譜*其他分析方法的分類其他分析法質(zhì)譜分析法聯(lián)用技術熱分析法*儀器分析的特點：1.分析速度快，自動化程度高。許多分析儀器都配置有計算機和自動進樣裝置，使儀器能夠在較短時間內(nèi)分析多個樣品，并自動處理數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，特別適合大批量分析。2.靈敏度高，試樣用量少。儀器分析特別適合微量和痕量組分的分析，通?？蓽y出質(zhì)量分數(shù)為10-8或10-12數(shù)量級的組分，試樣用量可降低至

g或

L數(shù)量級。*儀器分析的特點：3.用途廣泛，能適應各種分析的要求。除定性、定量分析外，還能進行化合物結(jié)構分析，分子質(zhì)量測定，價態(tài)與形態(tài)分析、表面與微區(qū)分析等。4.選擇性高。很多方法可以通過選擇或調(diào)整測定條件，選擇性測定某組分。儀器分析是一種相對方法，往往需要與標準物質(zhì)進行比對，適合微量和痕量分析。*1.1.3

儀器分析的發(fā)展過程

分析化學的三個發(fā)展階段，三次變革。階段一：

16世紀，天平的出現(xiàn)，分析化學具有了科學的內(nèi)涵。20世紀初，依據(jù)溶液中四大反應平衡理論，形成分析化學的理論基礎，分析化學由一門操作技術變成一門科學，形成了分析化學的第一次變革；

20世紀40年代前，化學分析占主導地位，儀器分析種類少和精度低。*階段二：

20世紀40年代后，儀器分析的快速發(fā)展時期。儀器分析使分析速度加快，促進化學工業(yè)發(fā)展；化學分析與儀器分析并重，儀器分析自動化程度低；為什么出現(xiàn)在這一時期？一系列重大科學發(fā)現(xiàn),為儀器分析的建立和發(fā)展奠定基礎。（1）BlochF和PurcellEM建立了核磁共振測定方法，獲1952年諾貝爾物理獎；（2）MartinAJP和SyngeRLM建立氣相色譜分析法，獲1952年諾貝爾化學獎；（3）HeyrovskyJ，建立極譜分析法，獲1959年諾貝爾化學獎。儀器分析的發(fā)展引發(fā)了分析化學的第二次變革。*階段三：

20世紀80年代初，以計算機應用為標志的第三次變革。（1）計算機控制的分析數(shù)據(jù)采集與處理：實現(xiàn)分析過程的連續(xù)、快速、實時、智能，分析自動化促進化學計量學的建立。（2）化學計量學：利用數(shù)學、統(tǒng)計學的方法設計選擇最佳分析條件，獲得最大程度的化學信息。

化學信息學：化學信息處理、查詢、挖掘、優(yōu)化等。（3）以計算機為基礎的新儀器的出現(xiàn)：如傅里葉變換紅外光譜儀，色-質(zhì)聯(lián)用儀等。

*儀器分析應用領域

社會：體育（興奮劑），生活產(chǎn)品質(zhì)量（魚新鮮度，食品添加劑，農(nóng)藥殘留量），環(huán)境質(zhì)量（污染實時檢測），法庭化學（DNA技術，痕跡分析，物證）；

化學：新化合物的結(jié)構表征，分子層次上的分析方法；

生命科學：DNA測序，活體檢測；

環(huán)境科學：環(huán)境監(jiān)測，污染物分析；

材料科學：新材料的結(jié)構與性能；

藥物：天然藥物的有效成分與結(jié)構，構效關系研究；

外層空間探索：微型、高效、自動、智能化儀器研制。*儀器分析的未來發(fā)展：*儀器分析的發(fā)展方向：微型高效自動智能*1.1.4課程的主要內(nèi)容與學習方法1.課程特點

(1)體現(xiàn)綜合能力與素質(zhì)培養(yǎng)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法；(2)獲取化學信息的工具和方法，創(chuàng)新的基礎與前提；(3)“與時俱進”，發(fā)展快，內(nèi)容多，理論體系不強；(4)與實際聯(lián)系密切，涉及面廣，應用性強。2.課程內(nèi)容

十三章內(nèi)容，六大類(光、電、色、熱、質(zhì)譜、表面)，近30種分析方法，涉及的分析儀器類型更多。

方法原理與特點儀器基本結(jié)構重要分析條件應用*3.課程的學習方法（1）抓住主線

特點——原理——用途；重點在原理（2）歸納共性與個性

色譜法—共性：復雜混合物分離分析

—個性：流動相、原理、對象（3）處理好整體與局部

分析儀器—結(jié)構流程—關鍵部件—作用（4）勤

書山有路勤為徑！多看書、多總結(jié)、多思考

*4.參考資料

（1）學習軟件

《分析化學網(wǎng)絡課程》國家新世紀網(wǎng)絡課程建設工程項目；大連理工大學研制《分析化學電子教案》高等教育出版社出版；大連理工大學研制《儀器分析電子教案》高等教育出版社出版；大連理工大學研制《基礎儀器分析虛擬實驗室》高等教育出版社出版；大連理工大學研制《現(xiàn)代儀器分析虛擬實驗室》高等教育出版社出版；大連理工大學研制*(2)參考書方惠群等.

儀器分析.北京：科學出版社，2002武漢大學化學系.儀器分析.北京：高等教育出版社，2001朱明華.儀器分析.（第3版）.北京：高等教育出版社，2000劉密斯等.儀器分析.北京：清華大學出版社，2003劉志廣等.儀器分析.大連：大連理工大學出版社，2004劉志廣等.儀器分析學習指導與綜合練習.北京：高等教育出版社，2005方惠群等.儀器分析學習指導.北京：科學出版社，2004朱良漪.儀器分析手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1997*英文參考書(1)SkoogDA.principlesofinstrumentalanalysis.4ed,BarcourtBraceCollegePublishers,1992(2)SkoogDA.ModernOpticalMethodsofAnalysis.McGraw-Hill,1975(3)

SkoogDA.

Principlesofinstrumentalanalysis2edSaundersCollegePublishing,1980*電化學分析參考書(1)高小霞等.電化學分析導論.北京：科學出版社，1986(2)蒲國剛等.電化學分析.合肥：中國科技大學出版社，1993(3)李啟隆等.電分析化學.北京：北京師范大學出版社，1995(4)朱明華等.近代分析化學.北京：高等教育出版社，1991*色譜分析參考書傅若農(nóng)等.近代色譜分析.北京：國防工業(yè)出版社，1998(2)孫傳經(jīng)等.氣相色譜分析原理與技術.北京：化學工業(yè)出版社，1985(3)金恒亮等.高壓液相色譜法.北京：原子能出版社，1987(4)孫傳經(jīng)等.毛細管色譜法.北京：化學工業(yè)出版社，1991*光譜分析參考書(1)李新安等譯.光譜導論.北京：石油大學出版社，1992(2)馬成龍等.近代原子光譜