第一章仪器概论

第一章仪器分析概论

教学基本要求1.了解分析化学的发展2.了解仪器分析的特点、内容和分类3.掌握组成分析仪器的四个部件的功能及现代仪器的发展趋势4.掌握定量分析方法的评价指标第一章仪器分析概论第一节仪器分析简介第二节定量分析方法的评价指标第一节仪器分析简介本节要点分析化学分类分析化学的任务仪器分析的发展化学分析与仪器分析仪器分析方法的分类一、分析化学的任务是什么？有多少？？什么样定性分析定量分析结构分析分析化学的任务二、分析化学的分类分析对象有机分析无机分析定性分析定量分析结构分析分析任务分析化学的分类（续）根据试样用量分类常量分析微量分析半微量分析超微量分析0.1g,10mL0.01-0.1g,1-10mL0.1-10mg,0.01-1mL0.1mg,0.01mL根据被测组分含量分类常量成分微量成分痕量成分

1%0.01-1%

0.01%分析方法化学分析仪器分析分析化学的分类（续）三、化学分析与仪器分析1、化学分析2、仪器分析3、二者的关系化学分离：沉淀、萃取、蒸馏等分离方法；定性方法：加入各种试剂，测量待测物的颜色、沸熔点、气味、光学性质（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中的溶解特性。定量方法：重量法、滴定（容量）法

化学分析经典分析：以物质化学反应为基础的分析方法内容：方法特点检测能力取样量分析效率准确度费用数分钟＞0.01g

或＞1mL＞0.01%常量、微量组分相对误差＜0.2%低化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、萃取、蒸馏等分离方法；定性定量方法：利用物质原子、分子、离子等的特性，如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧光等；仪器分析仪器分析：以物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法内容：方法特点分析方法参数化学分析仪器分析几分钟0.01g

或＜1mL＜0.01%痕量组分相对误差＞1%检测能力取样量分析效率选择性准确度费用操作的难易数分钟＞0.01g

或＞1mL＞0.01%常、微量组分相对误差＜0.2%低高好简单难仪器分析的发展过程

分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一：

16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；

20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成一门科学；分析化学的第一次变革；

20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；阶段二：

20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展；化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；

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）BlochF

和PurcellEM；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；（2）MartinAJP

和SyngeRLM；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年；（3）HeyrovskyJ，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。阶段三：八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。（1）计算机控制的分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；促进化学计量学的建立。（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的化学信息。

化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。（3）以计算机为基础的新仪器的出现：傅里叶变换红外；色-质联用仪。

化学区分析绸与仪匙器分雷析的虽关系1、后乓者是且在前歪者的猾基础型上发久展起援来的2、二累者之廉间没近有严搭格的杨界限必须筋注意盟：1）从经嫁典分洽析到终以上颈众多大仪器盼分析司中选运择一扬个合匠适方流法并究不容宴易；2）大携多仪期器分烧析灵猫敏度栏较高挡，但睬不是樱所有溉仪器桑分析聪的灵能敏度什都比腐经典著方法公高；3）仪器静分析春对多觉元素攻或化直合物伞分析毁具更棉高的逮选择宝性，喜但经将典分滥析中插的重鸽量或温容量脆分析险的选飞择性库比仪寺器分俱析法则要好斤；4）修从准站确性营、方澡便性毁和耗涝时上商看，煤不能涂绝对肚地讲镜哪种度方法孙更好伙。四、仪凉器分伍析方敌法的量分类仪器屿分析电化矩学分气析法光分陈析法色谱仓分析继法热分挥析法分析也仪器草联用匙技术质谱颠分析渡法色谱温分析岸方法炸的分束类色谱贱分析扯法气相夺色谱控法薄层姓色谱尺法液相合色谱秧法激光洋色谱谅法电色兼谱法超临袜界色离谱法电化林学分谊析方逐法的网分类电化荣学分衫析法电位捡分析缠法电解聚分析泥法电泳谷分析矮法库仑恒分析穴法极谱贡与伏岸安分念析法电导露分析斑法光分求析方葛法的格分类光分霞析法原子博吸收虎法红外趟法原子困发射茧法核磁磁法荧光咏法紫外套可见托法分子光谱原子光谱其他礼分析想方法让的分蹈类其他池分析桐法质谱代分析赌法联用主技术热分臂析法五、丘分析海仪器信号发生佳器输入换能但器或检测祝器分析交信号信号处理层器电或馅机械输入荷信号表头膊或标息尺记录企仪数字崖单元输出铜信号读出对装置信号帜发生摊器使样更品产母生分蝴析信园号，拾它可典是样爆品本伐身也厦可是若其它扑组件粪。e.顶g火UV新-V迟IS中的内的信头号发讨生器霞除样醉品溶鲜液外续，还分有钨夹灯或阔氘灯凯。PH计的浇信号浇发生肠器应乱视作欢溶液雾中的酸氢离鹅子活无度。由此溪可见卧，样其品溶秆液的痒制备者极其躁重要押。检测毕器或呼传感舅器将某筹种类精型的杏信号乌变成象可检纸测的春电信驶号的涉器件拴。e.菌g在电晨化学僚分析两法的阳仪器灰中，车传感贫器是委各种看类型旷的电麻极。光学池分析幼法的趣传感愈器是止分光愚光度咬计中血的光秒电管停和光界电倍消增管西等。信号孝处理勒器它将酸微弱双的电蔽信号似加以俭放大鼓，以蚁便读份出装目置指餐示或际记录纸。读出时装置它将眯信号份处理巨器输未出的组信号假显示徐出来背，读芝出装停置有决表头棒、记惧录仪眯和计坝算机吨显示馅屏等某。六、端仪器叼分析芒的发寒展趋挨势1、颤分析裳仪器构实现别小型座化、艰自动挺化、院数学扎化和膏计算插机化鬼。2、浓发挥痕各种辛仪器眠分析港方法缸的特泽长，达实现亮不同瓣仪器浊分析奴方法廉的联掩用。皂如气灰-质比谱联牙用菜。3踪蝶、各陷学科汤互相捞渗透眼，与牲各学化科所由提出钱的新挥要求则、新腊任务掏紧密适结合酸，促己进仪统器分啄析的辜发展叙。仪器源分析避的发万展方虽向：微型高效自动智能如何叉选择新分析堡方法链？仪器际的性腾能七、咱仪器闻分析范应用弱领域社会严：体育炼（兴愤奋剂遮）、晶生活勤产品机质量塔（鱼挠新鲜收度、婶食品妥添加拣剂、代农药苏残留秤量）咸、环添境质燥量（僻污染励实时性检测群）、备法庭比化学训（DN臭A技术悟，物侄证）化学势：新化篇合物嫂的结威构表拴征；法分子顿层次鼠上的拥分析积方法区；生命非科学江：DN窃A测序惊；活拾体检棋测；环境兔科学颗：环境惜监测廉；污靠染物啊分析酬；材料赵科学炮：新材叉料，胞结构掩与性限能；药物币：天然泉药物君的有吐效成剩分与商结构铜，构饶效关银系研饲究；外层平空间葵探索铁：微型标、高皇效、梯自动盏、智软能化摊仪器商研制诉。第二途节任定量肉分析群方法扰的评再价指错标仪器柜性能拖及其皮表征指标性能椒表征精密根度标准刃偏差浩；相愁对标永准偏属差；准确么度绝对秃误差祖；相劫对误级差灵敏痕度校正旁灵敏石度；悲分析首灵敏饲度检测带限空白嘴加倍的体空白曲标准复偏差3线性想范围可以纺分析懂的浓劫度范商围选择杆性选择猪性系没数其它赤原则挣：分析含速度分析泼难度返或方瘦便性对操态作者扑的技掏能要虫求仪器寇维护恼及实峡用性分析社测试熔费用使用坏同样破的方坡法对策同一锐试样错进行施多次候重复洞测量罗所得培分析层数据翁之间艺相互丝式一致苏性的煎程度悠。常静用测颜定结会果的踪蝶标准屡偏差s或相混对标妥准偏杜差Sr来度锈量。标准钱偏差(Ab隔so愚lu倒te抱s桌ta刷nd寻ar券d深de赛vi滩at尾io抱n)日，s相对趟标准课偏差(Re昼la虑ti凳ve被s宜ta焦nd请ar右d脑de让vi普at蜜io竿n,叫R澡SD或Sr)1）尺精密攻度（Pr惹ec浸is躲io沈n）测量值的总体平均值x与真值接近的程度。即

2)他准览确度损或误幕差（Bi悬as眉）准确万度是奋分析赤过程掠中系兴统误规差和始随机畜误差陵的综递合反张映，湿它决瓦定着托分析全结果趣的可巾靠程第度。物质史单位亿浓度循或单骡位质治量的租变化截引起搅响应冒信号固值变时化的乒程度乞。3）诞灵敏锐度（Se讲ns什it果iv员it恒y）灵敏贴度S受到若两个矩因素飞的限拘制：黄即校正责曲线血的斜解率和粘测量退设备倘的重哪现性拴或精特密度。在博相同醋精密肚度的招两个瞒方法膨中，窗校正旱曲线争的斜冬率较妇大，源则方娃法的云比较断灵敏戏。同服样，屡在校乏正曲沿线有婚相等拜斜率母的两健种方魔法中拦，精述密度纹好的结有高孤的灵犯敏度胆。010203040506000.依10.闲20.稍30.迎40.蜜50.鉴6ScS2=k2c2S1=k1c1仪器据和方僻法的汽灵敏燃度描汗述k1,存k2分别晚为两到条校克正曲水线的槐斜率舟，即闸灵敏醒度。检测趁限：厦在已殊知置白信水脆平，砍可以鱼检测急到的尖待测虎物的件最小怪质量运或浓卵度。它和锤分析僻信号虎（Si净ng老na胆l）与空权白信民号的宪波动腹（噪亦音,No胆is迷e）有关下，或激者说叶与信泽噪比医（S/蓄N）有关仍。只有桶当有厚用的段信号懂大于冻噪音播信号行时，秀仪器均才有孙可能斗识别缸有用窃信号托。4）区检测优限（De琴te垮ct梯io赖n皮li礼mi西t,徐D管L）测定约空白卸样品翠(或渔浓度辱接近真空白边值）20晴-3幼0次，篇求其竞平均寄值激及其漂标准耍偏差sb，则可粗分辨译的最淡小信许号:检出戴限如瓶何计挥算呢肿？IUPAC建议k值取3，能产生净响应信号为的被测物质的浓度或质量就是该方法对该物质的检出限D。即检出今限与烂灵敏躲度是冠密切域相关虾的两族个量繁，灵稠敏度弟越高缎，检股出限捧值越泻低。浴但两坟者的韵含义敢是不酒同的迟。灵敏择度指苹的是协分析泉信号觉随组韵分含种量变寨化的厕大小盏，它枝同检翼测器蹦的放坐大倍档数有鸡直接悟的依桶赖关末系，辞而检尸出限端是指亚定量南分析炭方法夏可能油检测冬的最片低量酒或最筝低浓妇度，基是与乖测定享噪声薄直接疏相联黄系的回，而售且具切有明票确的演统计欢意义潜。由庄此可笛见，提高湖测定暖精密瓜度，体降低低噪声辜，可岔以改蔽善检断出限允。检出民限是攻方法庭灵敏淘度和哄精密涝度的驻综合葵指标习，它膝是评女价仪吊器性持能及侦分析笛方法踢的主钱要技卸术指糖标。5）标准断曲线督法（Ca恨li短br扬at末io江n旅cu顷rv室e，务Wo野rk跳in鱼g雪cu那rv避e,绝A润na络ly踏ti付ca誉l熄cu丽rv努e）标准床曲线倘：被测旬物质块的浓艰度或珠含量匙与仪行器响将应信劫号的斧关系共曲线标准声曲线唱的线窗性范制围：标准亿曲线迅的直谦线部建分所冷对应惜的被取测物叠质浓密度（健或含啦量）柔的范垂围A0.500.400.300.200.1002.04.06.08.010mg/mLl准确达配制锈已知遍待测咏物浓倍度的绑系列括:0(空攀白)舍，c1，c2，c3，c4……阻..相；l通过富仪器织分别余测量笨以上膝各待右测物较的响厨应值S0，S1，S2，S3，S4……及待验测物灶的响钱应值Sx；l以浓裹度c对响椒应信呆号与S作图役得到堡标准铸曲线想，然下后通急过测妙得的Sx从下玩图中纠求得cx；或者典通过辞最小择二乘瓣法获期得其细线性榆方程呼再直晕接进交行计参算。（一仍）标青准曲裕线的岗绘制A0.500.400.300.200.1002.04.06.08.010mg/mLMg(ppm)

0.000.200.400.600.801.00A0.000.2020.4100.5530.6410.736例如激，用廉火焰雷原子赶吸收宅法测胀定镁仆，得只到下伸表数昆据原子掘吸收游测镁00.山20.我40.症60.萍8100.打20.剑40.闲60.丛811.个2mg相/LA通常蜡用“引一元停线性徒回归起法”低的数赢据统瘦计方换法来为得出y与x的关苹系式乌：根据程分析挨化学叠中的买标准绸曲线劲都可艳以用酬一元倾线性青方程陶来表疏示一元府线性妄回归朝方程回归桐系数原子芽吸收暗测镁y脑=灶0.扮73级43并x首+匙0.袖05设65y舅=仆0.谅93政35壶x舒+钳0.呜01递1200.阀20.订40.石60.都8100.茫20.棕40.染60.助811.众2mg在/LA二、相关系裕数r用来钳表征到被测歉物质谦浓度岛或含密量X与其烤响应伍信号Y之间疏线性仪关系姑好坏静程度京的一菊个统徒计参贡数。相关孟系数r的物遮理意剩义1、|r|忠=1时，端所有性的yi都在摔回归银直线富上，y与x存在映严格访的线近性关油系。2、|r|撇=0时，y与x完全及不存流在线鸡性关夺系。3、0＜胡|r|版＜1时，y与x之间角存在让一定边的线木性关慎系，r值愈汇接近1，线叙性关德系就任愈好鉴。原子岗吸收眨测镁y朗=摇0.孩73崖43医x泪+尘0.陡05际65R2=0.9669y唉=究0.喷93炮35庸x委+吴0.奏01姐122R=0.993600.剑20.波40.毁60.促8100.霉20.妖40.农60.销811.替2mg抚/LA定义杠：样骑品基检体中鲁其它弊组份矮对测脱定待居测物壤时的尽干扰晃程度傍。在宁分析型中，轰没有庄哪种菌测定匠不受杀到诸奇多繁因甜素的撤干扰腰，换即句话酒说，浪分析贯的过泛程就墙是消苏除或纤减少北干扰败对测强定影挪响的咱过程催，也高就是象提援