仪器分析课程教学大纲

1、仪器分析课程教学大纲课程编号：CHM3290E中文名称仪器分析英文名称Instrumental analysis适用专业环境检测与评价、质量分析与检验（大专）学时/学分132学时预修课程无机化学、分析化学、物理化学、有机化学后续课程建议教材分析化学华中师范大学等编 北京：高等教育出版社 2001参考书仪器分析董慧茹主编 北京：化工出版社， 2000仪器分析武汉大学化学系编，北京：高等教育出版社，2001仪器分析教程北京大学化学系仪器分析教学组编 北京：北京大学出版社，1997主讲教师王桂花、齐在前、联系方式W一、 课程的性质、目的和任务仪器分析是化工、食品、质检、医药等专业学生必修的一门公共基

2、础课。仪器分析是采用比较复杂和特殊的仪器设备，通过测量能表示物质的某些物理量如：光、电、热、声、磁等或物理化学性质来确定其化学组成、含量以及化学结构的一种分析方法。通过本课程的教学，使学生基本掌握常用仪器分析方法，并初步具有应用此类方法解决生产与科学研究相应问题的能力。仪器分析是目前化学学科中最为活跃的领域之一，已渗透到科学研究、生产过程中的质量控制和检验的各环节和领域，它是解决能源科学、材料科学、生命科学和环境科学中问题的关键手段之一，因此加强仪器分析课程内容，是适合培养跨世纪人才的需要。通过仪器分析课程的学习使学生基本掌握高效液相色谱法，光谱分析法中原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、红外

3、吸收光谱法、核磁共振光谱法和质谱法和电化学分析中电位分析法，色谱分析法中气相色谱法的基本原理、仪器的基本构造、实验技术、定性定量方法和在石油、化工生产等领域中的应用特点，并了解仪器分析发展的新动向，从而在解决实际问题时具有选择适宜的研究与测试方法或手段的能力。二、 理论教学内容及基本要求第一章 绪论仪器分析的内容和方法仪器分析的特点和局限性仪器分析的发展趋势定量分析方法的评价指标基本要求仪器分析的内容、分类、特点和评价指标第二章 光谱分析法导论电磁辐射的性质电磁辐射的波动性电磁辐射的微粒性电磁波谱原子光谱和分子光谱原子光谱分子光谱基本要求电磁辐射的性质原子光谱和分子光谱紫外-可见吸收光谱法概述

4、紫外与可见吸光光度法的分类及特点光辐射的选择吸收紫外与可见吸光光度法的特点紫外-可见吸收光谱紫外吸收光谱的产生紫外-可见吸收光谱中的常用术语吸收带类型有机化合物的紫外-可见吸收光谱光的吸收定律1、 朗伯-比尔定律2、 吸光定律的加和性3、 偏离朗伯-比尔定律的原因比色分析的方法及仪器1、 比色分析的分类2、 比色分析的仪器和特点分光光度法与分光光度计1、 显色反应2、 分光光度法的测定步骤3、 分光光度计4、 显色条件的选择5、 测定条件的选择紫外-可见分光光度法应用1、 定性鉴定2、 纯度检验3、 结构分析基本要求掌握的内容1、 光的吸收定律2、 显色反应及显色条件的选择3、 吸光度测量范围

5、的选择熟悉的内容1、 光辐射的选择吸收2、 有机化合物的紫外吸收光谱3、 分光光度法的应用了解的内容1、 紫外吸收光谱的产生2、 分光光度计的基本组成部分及结构原理红外吸收光谱法第一节 概述1、 红外光区的划分2、 红外光谱法的特点3、 红外光谱法的表示方法第二节 红外吸收基本理论1、 红外光谱的形成及产生条件2、 分子振动频率的计算公式3、 分子振动的类型4、 振动的自由度与峰数5、 红外光谱的吸收强度及影响因素6、 特征基团吸收频率的分区及影响因素第三节 各类化合物的特征基团频率1、 烃类化合物2、 酚和醇3、 醚4、 羰基化合物5、 含氮化合物6、 无机化合物第四节 红外光谱与分子结构1

6、、 定性分析的一般程序2、 萨特勒红外标准谱图3、 谱图解析实例第五节 红外光谱仪1、 红外光谱仪的主要部件2、 色散型红外光谱仪3、 傅里叶变换红外光谱仪第六节 试样的处理和制备1、 红外光谱法对试样的要求2、 试样的制备基本要求（一） 掌握的内容1、 红外光谱法的基本原理2、 红外谱图的峰数、峰位和峰强3、 红外光谱与分子结构（二） 熟悉的内容1、 各类化合物的特征基团频率2、 定量分析（三）了解的内容1、 试样的处理与制备2、 红外光谱仪核磁共振波谱法第一节 核磁共振波谱基本原理1、 原子核的磁性2、 核自旋能级和核磁共振3、 核自旋能级分布和弛豫第二节 核磁共振波谱主要参数1、 化学位

7、移2、 偶合常数第三节 核磁共振波谱仪1、 连续波核磁共振仪2、 脉冲傅里叶变换核磁共振仪第四节 核磁共振波谱法应用1、 解析化合物结构的一般步骤2、 谱图解析实例基本要求掌握的内容1、 核磁共振的基本原理2、 化学位移3、 自旋偶合及自旋裂分（二）熟悉的内容1、 定性分析2、 解析复杂图谱的一些辅助方法（三）了解的内容定量分析核磁共振仪质谱分析法第一节 质谱分析法基本原理和质谱仪第二节 质谱图和主要离子峰第三节 质谱分析法应用基本要求（一） 掌握的内容质谱法的基本原理离子的开裂规律（二） 熟悉的内容1、 离子的类型2、 质谱的解析（三）了解的内容质谱仪的基本结构及主要性能指标原子吸收光谱分析

8、法第一节 概述原子吸收光谱分析的基本过程原子吸收光谱法的特点第二节 原子吸收光谱法的基本原理1、 共振线2、 原子吸收光谱轮廓与谱线变宽3、 基态原子数与原子化温度4、 原子吸收法的测量第三节 原子吸收光谱仪及主要部件1、 流程2、 光源3、 原子化系统4、 单色器5、 检测系统第四节 原子吸收光谱法的干扰及其抑制物理干扰及其抑制化学干扰及其抑制电离干扰及其抑制光谱干扰及其抑制第五节 原子吸收光谱定量分析1、 定量分析方法2、 灵敏度和检出限3、 应用基本要求（一） 掌握的内容1、 原子吸收光谱法的基本理论2、 定量分析方法（二） 熟悉的内容1、 干扰及其消除方法2、 实验技术（三） 了解的内

9、容1、 仪器的主要部件及结构原理2、 原子吸收分光光度计简介电化学分析法导论1、 概述2、 电化学分析法分类3、 化学电池4、 电极电位和液体接界电位5、 电极的种类基本要求电化学分析法的分类、电极的种类及电极电位电位分析法第一节 概述1、 电位分析法及分类2、 能斯特方程及电池电动势第二节 电极的种类1、 参比电极2、 指示电极第三节 离子选择电极的分类及响应机理1、 离子选择性电极的分类2、 玻璃电极3、 晶体膜电极4、 液膜电极5、 敏化电极第四节 离子选择电极的性能参数1、 电位选择系数2、 线性范围和检测下限3、 响应时间第五节 直接电位法1、 pH测量原理与方法2、 离子活度（浓度

10、）的测量原理与方法3、 影响电位测定准确度的因素第六节 电位滴定法1、 电位滴定装置与滴定曲线2、 电位滴定终点的确定方法第七节 应用实例基本要求（一） 掌握的内容1、 电位分析法的基本原理2、 参比电极和指示电极3、 直接电位法4、 电位滴定法（二） 熟悉的内容1、电位分析法的应用2、离子选择性电极的选择参数（三） 了解的内容1、 液膜电极2、 敏化电极色谱分析法第一节 色谱法概述1、 色谱法简介2、 色谱法分类3、 色谱法特点4、 气相色谱法分离过程第二节 气相色谱固定相气固色谱固定相气液色谱固定相第三节 气相色谱仪1、 气相色谱仪及其流程2、 气相色谱仪各组成部分的作用和要求3、 气相色

11、谱检测器4、 联用技术第四节 色谱理论基础1、 气相色谱流出曲线2、 分配系数与容量因子3、 塔板理论4、 速率理论5、 分离度第五节 气相色谱分离操作条件的选择1、 固定液的选择与固定液配比2、 分离柱长和柱内径的选择3、 柱温的确定4、 载气种类和流速的选择5、 其他操作条件的选择第六节 定性、定量方法利用纯物质定性峰面积的测量定量校正因子常用的几种定量方法第七节 高效液相色谱法1、 高效液相色谱法的特点2、 结构流程及主要部件3、 影响分离的因素4、 主要分离类型基本要求（一） 掌握的内容1、 色谱法基本理论2、 定性定量分析3、 气相色谱法（二） 熟悉的内容高效液相色谱固定相和流动相气

12、相色谱仪及检测器（三） 了解的内容1、 高效液相色谱法的主要类型2、 高效液相色谱仪三、 实验教学内容及基本要求1 邻二氮菲吸光光度法测铁 (4学时) 掌握722分光光度计的使用方法，分别做吸收曲线和工作曲线，并测定未知样中铁的含量。2紫外光谱法定性分析实验 (4学时)己烷的纯度检验、氢键强度测定、溶液酸碱度对紫外光谱的影响、未知物的结构鉴定；要求初步掌握紫外光谱法在定性分析中的应用。3红外光谱法定性分析 (4学时)掌握常规的固体和液体的制样方法；对未知物进行结构鉴定。4核磁共振演示实验 (2学时)了解核磁共振波谱仪的构造及使用方法，演示样品的测定过程并对照标准谱图确定未知物的结构。5质谱演示

13、实验 (2学时)了解质谱仪的构造及使用方法，演示样品的测定过程并对照标准谱图确定未知物的结构。6原子吸收分光光度法测定自来水中Ca、Mg的含量 (4学时)掌握原子吸收分光光度计的操作方法，用标准曲线法测定水中的钙镁含量。7气相色谱法分析乙醇的含量 (4学时)了解气相色谱仪的构造和使用方法，通过色谱工作站对实验结果进行处理8PH法测定醋酸的电离平衡常数 (4学时)掌握酸度计的原理和使用方法，通过测定乙酸标准溶液的pH值，计算乙酸的电离平衡常数9用氟离子选择电极测定水中F-离子的含量 (4学时)掌握离子计的使用方法，分别用标准曲线法和标准加入法测定水中氟含量10UV与RI检测器对不同化合物响应值比

14、较 (4学时)掌握两种检测器的正确使用方法，分别测定不同溶剂在两种检测器上的保留时间及响应值四、 学时分配教学内容章目学时分配讲课实验上机课堂讨论小计第一章 绪论2第二章 光谱分析法导论3第三章 紫外-可见吸光光度法148第四章 红外吸收光谱法144第五章 核磁共振波谱法82第六章 质谱分析法72第七章 原子吸收光谱法124第八章 电化学分析法导论64第九章 电位分析法124第十章 气相色谱法1889636五、 作业 第一章 绪论 p6 :1,2,4第二章 光谱分析法导论 p15：1、3、4第三章 紫外-可见吸收光谱法 p30：1、2、3、4、5、6 补充1、2、3第四章 红外吸收光谱法 p50：1、2、3、4、6、7第五章 核磁共振波谱法 p261：1、3、4、5、6第六章 质谱 p279：1、5、6、8、9第七章 原子吸收光谱法 p122：1、2、3、6、11、13、18、20、21、22第八章