山大儀器分析知識點(diǎn)

第一章緒論重點(diǎn)內(nèi)容概要1．儀器分析的分類與特點(diǎn)儀器分析分為電化學(xué)分析、色譜分析、光分析、質(zhì)譜分析及熱分析五大部分。電化學(xué)分析包括電位分析、電導(dǎo)分析、庫侖分析及伏安分析；色譜分析包括氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜、薄層色譜和毛細(xì)管電泳等；光分析(光譜法和非光譜法)包括原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、x射線光譜法、分子熒光和磷光光度法、化學(xué)發(fā)光分析法、紫外一可見光譜法、紅外光譜法、拉曼光譜法和核磁共振波譜法等。儀器分析的特點(diǎn)：①速度快；②靈敏度高；③重現(xiàn)性好；④樣品用量少；⑤選擇性高。局限性是儀器裝置復(fù)雜，相對誤差較大。2．分析化學(xué)發(fā)展的三個階段通常將分析化學(xué)的發(fā)展分為三個階段或三次變革：階段一：20世紀(jì)初，依據(jù)溶液中四大反應(yīng)平衡理論，形成了分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)，使分析化學(xué)由一門操作技術(shù)變成一門科學(xué)，形成了分析化學(xué)的第一次變革。階段二：20世紀(jì)40年代以后，由于物理學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，半導(dǎo)體材料工業(yè)和原子能工業(yè)生產(chǎn)的需要，使儀器分析處于大發(fā)展時期。這時期的一系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，為儀器分析的建立和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。儀器分析的發(fā)展引發(fā)了分析化學(xué)的第二次變革。階段三：20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為標(biāo)志的分析化學(xué)第三次變革。3．計(jì)算機(jī)對儀器分析發(fā)展的促進(jìn)作用計(jì)算機(jī)對儀器分析發(fā)展的促進(jìn)作用表現(xiàn)在：促進(jìn)了儀器分析自動化；促進(jìn)新型分析儀器的出現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)分析儀器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。4．儀器分析中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主要方面儀器分析中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主要方面包括：計(jì)算機(jī)控制下的數(shù)據(jù)采集；計(jì)算機(jī)自動控制；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理；專家系統(tǒng)與人工智能；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬技術(shù)等。5．信息和熵設(shè)一事件有幾種可能性，各自的概率為pi，Shannon定義信息熵為(1-1)熵是事件不確定程度的度量，不確定程度越大，熵就越大。對于一個概率密度為p(x)的連續(xù)型分布熵的定義為(1-2)信息量I為(1-3)如果事件發(fā)生后的概率不等于1，即它是不確定的，則信息量可表示為（1-4）式中qi是事件發(fā)生后的概率。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程獲取信息，使系統(tǒng)的不確定程度減小，信息量就是熵減少的量，即（1--5）若經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果完全確定，即實(shí)驗(yàn)后的熵等于零，則（1--6）即經(jīng)過這樣一個實(shí)驗(yàn)后，得到了最大信息量。6．分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中信息量與熵定性分析實(shí)驗(yàn)中，通常要判斷某一組分是否存在。因?qū)嶒?yàn)前并無任何信息，是否存在的概率各為1／2。則H0=1bit。實(shí)驗(yàn)后，是否存在得到確定，則H=0。故信息量I=H0—H=lbit在定量分析實(shí)驗(yàn)中，如果實(shí)驗(yàn)前知道某一組分的大致范圍，即p(x)均勻地分布在(x1，x2)區(qū)間內(nèi)，則（1--7）由于分析中偶然誤差的存在，使結(jié)果不可能為一定值而呈正態(tài)分布。設(shè)其標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ，則（1--8）于是信息量為（1--9）σ越小，信息量越大。因此實(shí)驗(yàn)中可通過減少干擾和噪聲、提高儀器靈敏度及增加測定次數(shù)等途徑來增大信息量。7．分析儀器的信息量分析儀器的最大信息量是其提供信息的能力。分析儀器通常有一測定上限cmax，當(dāng)待測組分濃度高于此值時，不能用該儀器進(jìn)行測定。該儀器實(shí)驗(yàn)前的熵為（1--10）△c為儀器能分辨的最小濃度差，儀器的實(shí)際信息量為（1--11）8．儀器的效率和剩余度儀器的效率可用剩余度來衡量。剩余度R的定義式為（1--12）剩余度是熵偏離其最大值的度量。熵的一個重要性質(zhì)是當(dāng)所有的可能性都是等概率時，熵有最大值。在定量分析中，如果試樣中待測組分的含量完全是未知的，則其可能的含量為0％～100％，故（1--13）分析時，一般樣品的大致含量范圍總是知道的，設(shè)其范圍為x1～x2，則（1--14）故（1--15）在分析儀器中，剩余度常被定義為（1--16）即它是分析過程中被保留，未被利用的信息量的度量。剩余度大表示該儀器的效率低。9．信號與噪聲、本底信號與空白信號儀器分析中，信號定義為分析儀器的響應(yīng)，理想的情況是儀器僅對待測組分有響應(yīng)，但由于儀器本身的不足及干擾，分析過程往往會產(chǎn)生信號的波動，即隨機(jī)噪聲。這種隨機(jī)噪聲疊加在響應(yīng)信號上而增加了信號的不確定性?？赏ㄟ^增加平行測定次數(shù)降低隨機(jī)噪聲。本底信號：沒有試樣時，儀器產(chǎn)生的信號?？瞻仔盘枺寒?dāng)試樣中無待測組分時，儀器所產(chǎn)生的信號?？瞻仔盘柵c本底信號的不同，前者主要是由試樣中待測組分之外的其他組分引起。定量分析前需要對試樣進(jìn)行預(yù)處理，使空白信號接近本底信