第1章仪分绪论

1、1.1 分析化学的发展和仪器分析的产生1.2 仪器分析的历史发展概况1.3 仪器分析的分类1.4 前景展望1.1.1 什麽是仪器分析？ 一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质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的一类方法。 这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。l是科学技术发展的需要、必然，也是科学技术发展的结晶。1.2.1 仪器分析的三次巨大变革l第一次革命l分析天平的发明l溶液理论的建立（四大平衡的建立） 20世纪30年代后期，分析化学突破了以经典化学分析为主的局面，开创了仪器分析的新时代。 若贝尔奖：1952年

2、，F.Bloch 等，核磁共振测定1952年，Martin 等，气相色谱法1959年，Heyrovsky, 极谱法1981年，Bloembergen等，激光光谱学1986年，Bining等，扫描隧道显微镜的创制1991年，Ernst等，高分辨核磁共振方法的发展l 现代新技术、新材料和前沿科学的发展以及社会发展的需要，向分析化学家提出许多新课题。现代分析化学必须回答当代科学技术和社会需求对现存分析方法和技术的挑战。现代分析化学已经远远超出化学学科的领域，它正把化学与数学、物理学、计算机科学、生物学结合起来，发展成为一门多学科性的综合性科学。l计算机的发明 尤其微型计算的发展，给仪器分析带来 全新

3、的革命。 计算机的发明l现代分析化学l 当前，分析化学面临的第三次巨大变革是要求不仅能确定分析对象中的元素、基团和含量，而且要求能确定原子的价态、分子的结构和聚集态、固体的结晶形态、短寿命反应中间产物的状态和生命化学物理过程中的激发态。不但能提供空间分析数据，而且可做表面、内层和微区分析，甚至三维空间的扫描分析和时间分辨数据。1. 灵敏度高，检出限低。2. 选择性好。3. 操作简便,分析速度快,易于实现自动化。4. 相对误差一般较大。5. 价格一般来说比教昂贵。 1.3.1. 光分析法 基于电磁波作用于被测物质后，产生的辐射信号的变化而建立的分析方法。 光谱法和非光谱法 非光谱法是指那些不以光

4、的波长为特征的信号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反射，折射，衍射，偏振等）。 光谱法则是以光的吸收，发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。这类方法比较多，是主要的光分析方法。 根据被测物质所制备的试液的电化学性质及其变化来进行分析的方法。 电导、 电位、 电解、 库仑及伏安。 是一类分离分析方法, 主要有气相色谱和液相色谱。1.1.4. 其它仪器分析方法1 质谱法2 热分析3 放射分析表表1 可用于分析目的的物理性质仪器分析方法的分类可用于分析目的的物理性质仪器分析方法的分类方法的分类 被测物理性质 相 应 的 分 析 方 法光学分析法 辐射的发射 发射光谱法（X射线，紫外，可见等） 放

5、射化学法 辐射的吸收 分光光度法（X射线，紫外紫外，可见光可见光， 红外红外），原子吸收法原子吸收法，核磁共振波谱 法，电子自旋共振波谱法 辐射的散射 浊度法，拉曼光谱法 辐射的折射 折射法，干涉法 辐射的衍射 X射线衍射法，电子衍射法 辐射的旋转 偏振法，旋光色散法，圆二色性法电化学分析法 电极电位 电位分析法，电位滴定法 电 导 电导法 电流电压特性 极谱分析法 电 量 库仑法（恒电位，恒电流）色谱分析法 两相间的分配 气相色谱法，液相色谱法其他仪器分析法 热 性 质 热导法，热焓法 质 荷比 质谱法 核 性 质 中子活化分析 14.1. 21世纪的分析化学的特点： 多种学科的交叉与渗透多

6、种学科的交叉与渗透 满足信息、能源、资源和人类健康的要求满足信息、能源、资源和人类健康的要求 满足日益增长的国民经济发展的需要满足日益增长的国民经济发展的需要 国家与社会安全需要国家与社会安全需要 l以前我认为化学的核心是合成化学，现在看来化学的核心任务应该有二个：合成化学与广义的分析化学（包括分子识别和序列测定、结构分析、形貌分析。粒度分析和物质成像等）。分析化学的地位已上升到前所未有的高度。l现在到了21世纪，平均每天要分析和识别13000多个生物分子序列，这是分析化学家很大很光荣的任务。l(徐光宪徐光宪“从外行人的眼里远看从外行人的眼里远看2121世纪的分析化学世纪的分析化学”l2004

7、年7月7日在青岛召开的“分析化学前沿暨纪念高小霞院士诞辰85周年研讨会”上的发言)l发展新的分析原理l新型分析仪器的研制l分析化学的主要应用领域正在向生命科学（生物医学）领域转移，建立有效实用的原位（in situ)、在体（in vivo)、实时real time)、在线（on line)和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测、无损探测方法l高灵敏度（达原子级、分子级水平）l高选择性（复杂体系）l快速、自动、简便、经济l分析仪器自动化、数字化、智能化分析化学主要发展趋向生物分析环境分析过程分析表面分析大分子表征化学图象无损分析单细胞分析单分子单聚集体分析新原理新技术新仪器微型化自动化化学计量学在线分析原位分析实时分析活体分析接口分离技术仪器和计算机分离技术教育传感器固定化定性其它科技领域图1 分析化学主要趋向 RE Service，Science，1998，282，399.AnIntegrated Nanoli