仪器分析教学大纲以及电子教案和期末考试题

《仪器分析》教学大纲

（修订版）

南京大学化学化工学俄仪a分析R小粗

2001年28

《仪器分析》教学大纲

（第四次修订）

南京大学化学化工学院仪器分析课小组

2002年2月

一、教学大纲的说明

根据86年教委颁发的综合大学化学专业仪器分析教学大纲、我院教学改革实践

及本课程多年来的教学实践，重新修订成本课程较详细的教学大纲，使它不再是简

单的教材章节内容的罗列，而能对教和学都具有指导意义。

这次大纲的变动与充实体现在以下几方面：

1.随着滴定分析法并入《大学化学》课程，将原化学分析中分离方法等内容并入

仪器分析之中。这样做的最突出优点是：使学生在学习和理解各种滴定分析和仪器

分析方法的优缺点及适用性之后，对分离方法选择的考虑更全面，更有针对性，更

易于优化。

2.近年来毛细管电泳在生物分子的研究领域中发展较快，在新教材体系中单独增

加为一章。

3.光学分析部分导论及原子发射光谱两章中增加新型检测器及其相关仪器的介绍。

4.增加“分子发光光谱法”一章。

5.增加“激光拉曼光谱法”一•章。

6.增加“复杂体系的综合分析”一章，使学生了解到复杂样品的剖析在分析化学中

的重要地位，样品预处理和分离技术，以及复杂物质剖析方法和代表性复杂体系的

分析示例等内容。

7.随着仪器分析技术的发展，有关各种表面分析的仪器逐渐增多，且在我校科研

中已发挥了重要作用，成为•种不可缺少的手段。因此增加了有关表面分析的主要

仪器方法的内容。

8.学时也作了相应的增加，以加强仪器分析在整个化学教学中的地位，并对各章

节学时也作了相对调整，以适应改革开放形势的需要。外系课按学时、内容作适当

调整。

二、教学目的

仪器分析是表征和测定物质的化学组成、状态、结构和进行化学研究的重要手段；

它是培养化学学科专业人材所必需的基础课。通过教学激励学生学好仪器分析的

热情，培养学生的科学态度和辩证唯物主义观点；要使学生牢固掌握重要仪器分析

方法的原理、技术、优缺点以及重要应用；要在加强基础理论知识和基本技能训练

的同时，重视培养学生应用仪器分析原理和技术分析问题和解决实际问题的能力。

三、教学要求和建议

I.仪器分析内容极其广泛，它既是分析测试方法，又是化学研究必不可少的手

段，因此应兼顾成分分析和结构分析、无机分析和有机分析。教师在应用举例时应

注重有机和生物样品分析的实例，并应密切联系生产、科研实际、向学生介绍新技

术、新方法。

2.仪器分析方法已发展至数十种，但从国情出发，使学生牢固掌握常用仪器分

析方法，以及重要分离技术和分析结果的正确表示。对其他仪器分析方法，教师可

根据教学对象（本院不同系科、外系、强化部以及大专等）以及学时许可情况，给

以不同程度的介绍。

3.本课程教学内容多，各种教学对象的教学时数不一，因此应根据少而精原则，

突出重点，兼顾一般，防止偏多、偏杂、偏深等倾向。

4.教师对先行课和后续课相关的理论与知识，应预先了解它们的深度和广度，

以便得当处理它们与本课程内容的关系。

5.必须对各章节的重点、难点，精心组织教学。

6.讲授、自学及讨论时间的比例可根据不同教学对象及学时情况，合理掌握，

要努力达到减轻课内强化课外，以培养学生自学和综合运用知识的能力，充分发挥

他们的积极性和主动性。可鼓励、组织学生写综合读书报告。对布置学生的课外学

习应有要求、指导和检查。

7.加强直观教学，充分利用实物、模型、幻灯、录像、计算机辅助多媒体教学

等手段，以期增强教学效果。

8.请有关教授、专家给学生作学科前沿讲座，以开拓学生知识面，提高学习仪

器分析兴趣。

9.由于教学与实验不能同步带来的问题，教师可根据不同教学对象及实验安排

不同步的程度，积极考虑和采取尽可能的弥补办法。

10.建议教师在期末时，听取学生对本课程教学及建设的意见，以期努力改进，

不断提高教学质量，把本课程建设成为在全国具有影响的课程。

四、本大纲适用范围和学时分配

本大纲适用于化学化工学院各专业、强化部、环科系和生化系学习仪器分析的本科

学生。化学化工学院学时为72。

学时分配表

章节内容学时数

1绪论2

2电化学分析概论2

3电位分析法4

4电重量分析和库仑分析法3

5伏安法和极谱分析法4

6色谱分析导论4

7气相色谱法4

8高效液相色谱法及超临界流体色谱法4

9毛细管电泳2

10光学分析法导论2

11原子发射光谱法3

12原子吸收光谱4

13紫外一可见吸收光谱法4

14分子发光光谱法2

15红外吸收光谱法4

16激光拉曼光谱法2

17核磁共振波谱法5

18质谱法4

19X射线光谱法1

20表面分析法1

21其他仪器分析方法1

22复杂体系的综合分析4

习题课和前沿讲座6

合计72

五、教学内容及教学提示

第一章绪论

仪器分析的内容、分类、特点、应用范围及在生产和科学研究中的地位、作用以

及发展趋势。

第二章电化学分析概论

原电池与电解池，能斯特方程，标准电极电位及条件电位，电极类型，法拉第定

律及受扩散控制的电解电流。

第三章电位分析法

电极电位与浓度的关系，玻璃电极响应机理，pH值测定方法，离子选择电极种

类及其特性参数，定量方法，离子计，电位滴定法，应用。

教学法建议：注意利用比较的方法，如伏特计与离子计，三种分析技术之间；电

位法与电位滴定法；膜电位与选择电极电位。

第四章电重量分析和库仑分析法

分解电压与超电压，离子析出次序及完全程度，恒电流和恒电位电解及其装置，

法拉第定律，恒电位库仑分析及库仑计，恒电流库仑滴定及终点指示方法。库仑分

析特点及应用。

教学法建议：通过恒电位及恒电流库仑法的全面比较来加深学生的理解。

第五章伏安法和极谱分析法

伏安法和极谱法，极谱装置，电极及电解条件的特殊性，极谱波的形成，极谱波

方程式，扩散电流及干扰电流，定量方法，单扫描极谱法，循环伏安法，溶出伏安

法，脉冲极谱法等近代方法简介。

教学法建议：可以先详细推导综合波方程式，然后引入特殊条件，即可得还原波

与氧化波方程式。将经典极谱、单扫描极谱及脉冲极谱法三者进行比较，加深理解。

极谱分析的用途可最后由教师总结或由学生讨论、写综合报告来解决。增加有机物

极谱的实例。

第六、七和八章色谱分析导论、气相色谱法和高效液相色谱法及超临界流体色谱

法

色谱法分类。塔板理论，速率理论，分离度及基本分离方程。气相色谱固定相，

气相色谱仪，定性分析法，定量分析法，高效液相色谱法特点，高效液相色谱仪，

高效液相色谱法。各种分离方式。

教学法建议：讲清色谱分离的热力学因素和动力学因素是关键，可通过对不同

色谱分离结果进行讨论。讲解HPLC时，与GC进行比较，既容易理解，又节省学

时。

第九章毛细管电泳

电泳基本原理，电渗流产生原理，影响分离的因素，胶束电动毛细管色谱原理。

教学法建议：影响毛细管电泳柱效的许多因素类似于色谱，可以将色谱

有关概念与之比较，既容易理解，又省时间。

建议这部分可聘请专家作学术报告开拓学生视野。

教学法建议：在此向学生介绍仪器部件时，着重于共性，而个性则在有关章节中

强调。

第十一章原子发射光谱法

原子光谱的产生，光谱特性与原子结构，光源，单色器，检测器，定性及定量方

法。

教学法建议：定性及定量分析步骤多，可通过观看录像或实验来巩固。这里介绍

光谱仪强调个性。

第十二章原子吸收光谱法

吸收定律，峰值吸收系数及其测量，定量方法，原子吸收光谱仪，干扰及消除方

法，原子吸收光谱法优缺点，原子荧光光谱法。

教学法建议:讲清比耳定律在采用连续光源情况下不再适用，从而寻找克服办法，

直到引出锐线光源。谱线变宽因素及抑制方法可由教师比较总结。也可以由学生总

结（讨论，写读书报告）。

第十三章紫外一可见吸收光谱法

紫外一可见吸收光谱的产生机理，吸收定律，影响显色反应因素，紫外光谱与分

子结构，紫外一可见分光光度计，在定性、定量及化学研究中的应用。

教学法建议：为加深理解，可将原子吸收光谱分析与紫外一可见吸收光谱分析

进行全面比较。

第十四章分子发光光谱法

分子荧光和磷光的产生，分子的去激发过程，荧光量子效率，荧光激发光谱、

发射光谱，同步荧光光谱，三维荧光光谱，分子荧光光谱仪，分子荧光光谱的应用。

磷光光谱法，化学发光分析原理及应用。

教学法建议：比较荧光和磷光的产生，分子荧光分析与紫外一可见吸收光谱分析

比较以及分子荧光分析与化学发光分析的比较，这可通过讨论及写综合报告来解

决。

第十五章红外吸收光谱法

红外吸收基本原理，色散型红外分光光度计，付里叶变换红外光谱仪，光谱的特

征吸收频率及其与分子结构的关系，试样的处理，图谱解析方法，定量分析。

教学法建议：红外光谱仪介绍时强调个性；可通过与紫外光谱法比较，

使学生加强印象。

第十六章激光拉曼光谱法

拉曼散射,，拉曼位移，拉曼光谱，色散型拉曼光谱仪，傅里叶变换拉曼光谱仪

原理及应用。

教学法建议：从原理、方法、仪器上，将拉曼与红外光谱比较，总结两种光谱

法的互补性。

第十七章核磁共振波谱法

原子核的自旋与共振，弛豫现象，核磁共振波谱仪，质子核磁共振波谱与有机化

合物结构之间的关系，核磁共振图谱的解析及其应用。

教学法建议：本章概念多，且有些容易混淆，必须抓住难点讲深讲透。

第十八章质谱法

质谱法原理，质谱仪主要部件，离子峰主要类型，重要有机物裂解规律，图谱解

析一般规律，色一质联用，应用。

教学法建议：在质谱法讲授完毕后，可将MS与UV、IR、NMR三大谱的特点

及在结构鉴定中的地位进行复习、总结，然后利用四谱联用来进行结构鉴定的典型

实例分析，从而达到全面复习和巩固的目的。

第十九、二十和二十一章其他仪器分析方法

根据原教委颁发大纲精神，这部分内容不是必修内容，且面向学生开放有关内容

实验存在相当大的困难。因此在很短学时内只能作一般介绍。

教学法建议：在短学时内，介绍内容多，建议教师介绍基本原理和主要应用，使

学生了解某种方法能解决什么问题，开拓学生视野，防止使介绍过细、过深。也可

以通过请相关专家作学术报告的方式来开拓学生思路，知道仪器分析最新发展。也

可通过参观有关大型仪器作一些弥补。

第二十二章复杂体系的综合分析

综合分析特点，取样与样品预处理，各种分离方法，无机成分剖析，有机成分剖

析，复杂体系分析举例。

重点：

(1)代表性样品的获取及保存；

(2)常用溶解样品的酸、碱的性质及常用熔剂性质；

(3)无机、有机和生物样品的分解方法；

(4)各种分离方法的原理、特点及适用性，重点掌握以下几种，色谱、溶剂萃

取及固相萃取，其它分离方法一般了解；

(5)分离方法选择原则；

(6)剖析的一般思路。

难点：面对一个复杂基体的样品怎么建立比较正确、合理的分离分析思路。

教学法建议：色谱着重介绍制备色谱的应用；介绍复杂样品剖析的一般程序时，

通过全面复习和比较四大波谱的各自特长及局限性来讲解剖析手段的选择。

返回页首

一、写出下列各化合物的名称或构造式。(每小题2分，共20分)

CH3H

\CQ

=\CH2cH2cH3

(1)(标明Z/E)

吗

(3)

COOH

CH3Br

CH2cH3

⑹CH3coeH2cH2coeH3

(5)(标明R/S)

(7)5,7,7-三甲基二环[2.2.1]-2-庚烯(8)N,N-二甲基甲酰胺

(9)>a-峡喃甲酸(10)2一苯基丙酰氯

二、完成下列反应式。(每小题2分，共30分)

出

2、CH31cHeH2cH2C00Na?

CH3CH2CH2cH2cH2cH0+Ph3^CHCH3?

9

HJCC%CH_CH2+Br2

O

II

CHO+H2N-NH-C-NH2A?

C9HsONa

2CH3cH^OOCH5

2A?

9、

CH3

CH.CCHCH.HBr

J—=z+-----►

10>

HI（过量）

14、CH3cH20cH3

15、

三、选择题。选择唯一正确答案填入各小题末括号内。（每小题L5分，共30分）

1、下列化合物不发生Cannizaro反应的是（）

、、

AHCHOBCOCH3C、CHO

2、3一叔丁基环己醇最稳定的构象是（

Ru—tBu—t

A、

3、下列化合物的硝化反应速度最慢的是（

+

A、NH3

4、溟与下列物质加成反应速度最快的是（）

c、CH=CHD、CH=CH-CN

A、CH3CH=CH2B、CH3cH=CHCH3222

5、下列化合物酸性最强的是（）

A.CHjCOOHB,CH3OCOOHC,O2N

6、下列氧负离子碱性最强的是（）

A.CH3O-B、CH2cH2。-C>(CH3)3CO-D>(CH3)2CHO-

7、下列烯嫌进行亲电加成反应活性最高的是（）o

CH3Cf4_CH2PhCH_CH^CHC1MeOCH_CHj

A、B、C、D、

ABCDE

10、由环戊烯转化为顺-1,2-环戊二醇应采用的试剂是()：

(A)KMnO4,H2O(B)(1)O3⑵Zn+H2O

O

H-

(Q(1)(B3)2⑵H2O,OH(D)(1)CH3COOH,CH3COOH(2)OH

11、下列化合物分别与CH3NH2反应，其活性从大到小排列正确的应该是（）

(a)(b)(c)(d)

(A)a>b>c>d(B)b>c>d>a(C)c>d>a>b(D)d>c>b>a

12、下列化合物分别与亚硫酸氢钠反应，活性大小次序应该是（）

(a)COCH3(b)CH3cH2coe比(c)CH3CHO(d)CH3COCHO

(A)a>b>c>d(B)b>c>d>a(C)c>d>b>a(D)d>c>b>a

13、卜列化合物哪一个能溶于冷的稀盐酸（)?

（A）毗咤（B）对甲苯酚（C）苯甲酸（D）乙酰苯胺

14、毗咤硝化时，硝基主要进入（）:

（A）a位（B邛位（C）丫位（D）氮原子上

15、下列化合物中，可溶于NaHCCh水溶液的有（):

（A）苯酚（B）对甲苯酚（C）邻甲苯酚(D)2,4,6—三硝基苯酚

(）

C.纤维素D、淀粉

17、下列结构中，能量最高的是（）：

CH3cH3

CH3cH2cH=飙CH=CH-CH=CH

A"22

BCD

18、下列化合物中，可用于制备格氏试剂的是（）：

0

II

CH3CCH2CH2BrHC^CCH2BrCH2=CHCH2CICH2BrCH2OH

ABCD

19、下列哪个特征是SN2反应历程的特征（）?

A、产物发生Walden构型转化

B、主产物为重排产物

C、反应分步进行

D、当溶剂极性增大时反应明显加快

20、下列的叙述哪个说法是正确的？（）

A、能溶于水的有机化合物才能做水汽蒸储。

B、a-D-I此喃葡萄糖分子中所有的-OH和-CH20H基都处于平伏健。

C、可以利用等电点原理分离出氨基酸混合物中的各种氨基酸。

D、所有二糖都有甘羟基，有开链式结构，都有还原性。

四、改错：下列反应式如有错误，请写上正确答案；如无错误，请打勾。（每小题1.5分,

共15分）。

1、

2、

CH3cH2CBr+CgONa

3、>CH3CH2—c—OCH3

CH3

CH3

O-C4+Br2.3。。匚［^CH2Br

CH3

「口

CH3COONaCH

5、(CH3)3G-Br----------------►3—C=CH2

KOH

10、CH2cHeH2cH3

CHCH=CHCH

C2H50HO-23

Br

五、推导结构。（每小题5分，共15分）

1、化合物（A）的分子式为C6Hl2。3,在1710cm"处有强吸收峰。（A）和碘的氢氧化钠溶

液作用得黄色沉淀，与Tollens试剂作用无银镜产生。但（A）用稀H2s处理后，所生成

的化合物与Tollens试剂作用有银镜产生，（A）的NMR数据如下：8=2.1（单峰，3H）,

3=2.6（双峰，2H）,8=3.2（单峰,6H）,8=4.7（三重峰，1H）.写出（A）的构造式。

2、化合物A的分子式为CsHuBr,A和NaOH水溶液共热后生成B（C5H12O），B具有旋光

性，能与钠作用放出氢气，和浓H2s。4共热生成C（C5H10）,C经臭氧化和在还原剂存在下

水解，则生成丙酮和乙醛。写出A、B、C的构造式。

4、化合物（A）的分子式为C9H10O,不能进行碘仿反应，IR谱表明，1690cm一处有一强

吸收峰，NMR谱表明3=1.2ppm（三重峰,3H）;6=3.0ppm（四重峰,2H）;

6=7.7ppm（多重峰,5H）。请写出（A）的结构式.

六、合成题：用指定的试剂、原料（无机试剂、有机溶剂、催化剂任选）合成下面各化合

物（每小题8分，共40分）

CH2cH2cH3

1、由苯和丙酸合成

SO3H

2、由苯和环氧乙烷合成3一苯基一1一丙醇。

3、由甲苯合成3,5一二硝基苯甲酸。

4、以乙醇为原料合成

CH3—CH-CH-CHO

BrBr

5、以乙烯和丙二酸二乙酯为原料合成己二酸

仪器分析试卷（2005.6.25）

班级姓名学号分数.

一、选择题(共15题22分)

1.1分(1228)

所谓真空紫外区,所指的波长范围是

()

(1)200~400nm(2)400~800nm(3)lOOOnm(4)10—200nm

2.2分(1764)

比较下列化合物的UV-VIS吸收波长的位置(3

()

COOH

(b)(0

(1)a>b>c(2)c>b>a(3)b>a>c

(4)c>a>b

3.1分(1014)

可见光的能量应为

()

(1)1.24X10"〜1.24X106eV(2)1.43X102-71eV

(3)6.2~3.1eV(4)3.1~1.65eV

4.1分(1225)

电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的

()

(1)能量越大(2)波长越长(3)波数越大(4)频率越高

5.1分(1309)

荧光分析法和磷光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度

()

(1)高(2)低(3)相当(4)不一定谁高谁低

6.1分(1734)

三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为

()

(1)精密度高，检出限低(2)用于测定无机元素

(3)线性范围宽(4)多元素同时测定

7.1分(1801)

当弹簧的力常数增加一倍时,其振动频率

()

(1)增加倍⑵减少倍⑶增加0.41倍

增加1倍

8.2分(1104)

请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高?

(4)F—C—R

II

O

9.2分(1657)

下列化合物的1HNMR谱，各组峰全是单峰的是

()

(1)CH3-00C-CH2CH3(2)(CH3),CH-O-CH(CH3)2

(3)CH：-00C-CH2-C00-CH3(4)CH3CH2-00C-CH2CH2-C00-CH2CH3

10.2分(1678)

某化合物的相对分子质量＜=72,红外光谱指出该化合物含谈基,则该化合

物可能的

分子式为

()

(1)C.,HSO(2)C此O2(3)C3H6N0(4)⑴或⑵

11.1分(1367)

物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于

()

(1)分子的振动(2)分子的转动

(3)原子核外层电子的跃迁(4)原子核内层电子的跃迁

12.2分(1822)

磁各向异性效应是通过下列哪一个因素起作用的？

()

(1)空间感应磁场(2)成键电子的传递(3)自旋偶合(4)氢

键

13.1分(1805)

外磁场强度增大时，质子从低能级跃迁至高能级所需的能量

()

(1)变大(2)变小(3)逐渐变小(4)不变化

14.2分(1626)

某化合物在一个具有固定狭峰位置和恒定磁场强度8的质谱仪中分析，当加

速

电压厂慢慢地增加时，则首先通过狭峰的是：

()

(1)质量最小的正离子(2)质量最大的负离子

(3)质荷比最低的正离子(4)质荷比最高的正离子

15.2分(1675)

某化合物CI-CH2-CH2-CH2-CI的1HNMR谱图上为

()

(1)1个单峰(2)3个单峰

(3)2组峰：1个为单峰，1个为二重峰(4)2组峰：1个为三重峰，1

个为五重峰

二、填空题(共15题33分)

1.2分(2011)

当一定频率的红外光照射分子时，应满足的条件是

和才能产生分子的红

外吸收峰。

2.2分(2058)

核磁共振的化学位移是由于__________________________________________

而造成的，

化学位移值是以为相对标准制定出

来的。

3.2分

拉曼位移是,它与

无关，而仅与_____________________________________________

4.5分

拉曼光谱是光谱，红外光谱是光谱；前者是

由于

产生的，后者是由于

产生的；二者都是研究，两种光谱方法具有

5.2分(2622)

带光谱是由产生的，线光谱是由

产生的。

6.2分(2317)

在分子荧光光谱法中，增加入射光的强度，测量灵敏度

原因是

7.3分(2354)

在分子(CFOzNCH=CH?中，它的发色团是

在分子中预计发生的跃迁类型为

8.2分(2338)

在原子吸收法中，由于吸收线半宽度很窄，因此测量________________有

困难，

所以用测量_________________来代替.

9.2分(2511)

高分辨质谱仪一个最特殊的用途是获得化合物

10.1分(2600)

用原子发射光谱进行定性分析时，铁谱可用作。

11.1分(2091)

当浓度增加时,苯酚中的OH基伸缩振动吸收峰将向方向

位移.

12.2分(2713)

苯上6个质子是等价的，同时也是等价的。

13.2分(2504)

核磁共振波谱中，乙烯与乙焕，质子信号出现在低场是

14.3分(2044)

CO?经过质谱离子源后形成的带电粒子有C02-、CO*、C\CO』*等，它们经

加速

后进入磁偏转质量分析器，它们的运动轨迹的曲率半径由小到大的次序为

15.2分(4521)

在核磁共振波谱法中，记录纸上横坐标自左向右对应于扫描磁场由变

故称

横坐标左端为场，右端为场。

三、计算题(共2题15分)

1.5分(3134)

计算化合物(如下式)的紫外光区的最大吸收波长。

2.10分(3318)

将含有色组分X的500mg试样溶解并稀释至500mL。取此溶液的一部分在

1.00cm的吸

收池中，于400nm处测得吸光度为0.90度将10.Omg纯X溶于1L相同的溶剂中,

按同样的

操作在0.100cm的吸收池中测得吸光度是0.300,试求原试样中X的质量分数。

四、综合题（共4题35分）

1.（5分）试分析气-NMR与'H-NMR图谱的差别及其原因。

2.（10分）

欲检测小白鼠血液中有毒金属元素Cd的含量，请:

（1）写出你认为最佳的仪器分析方法；

（2）扼要说明所提方法的原理及样品预处理的大致过程。

3.（附加题）请写出两次“仪器分析”学术讲座的大致内容

4.（15分）已知--化合物的IR、UV、NMR、MS四谱的数据如下，试推断其结

构。图中的主要数据必须用到，阐述条理清晰（只有一个结构式，没有过程,

只给2分）。

仪器分析试卷答案

题库题组卷答案:

一、选择题（共15题22分）

1.1分(1228)［答］(4)2.2分(1764)［答］(4)

3.1分(1014)［答］(4)4.1分(1225)［答］(2)

5.1分(1309)［答］(1)6.1分(1734)［答］(2)

7.1分(1801)［答］(3)8.2分(1104)［答］(4)

9.2分(1657)［答］(3)10.2分(1678)［答］(4)

11.1分(1367)［答］⑶12.2分(1822)［答］(1)

13.1分(1805)［答］(1)14.2分(1626)［答］(4)

15.2分(1675)［答］(4)

二、填空题（共15题33分）

1.2分(2011)

［答］红外辐射应具有刚好满足分子跃迁时所需的能量；分子的振动方式能产生

偶

极矩的变化。

2.2分(2058)

［答］核外电子云所产生的屏蔽作用的大小不同；TMS(四甲基硅烷)岱=0)。

5.2分(2622)

分子中电子能级、振动和转动能级的跃迁；

原子或离子的外层或内层电子能级的跃迁。

6.2分(2317)

［答］1.增加(或提高，或增大)

2.荧光强度与入射光强度呈正比

7.2分(2354)

［答］"

-N-C=C<

兀*/J—cf71-71*

8.2分(2338)

［答］1.积分吸收

2.峰值吸收系数

9.2分(2511)［答］精确的相对分子质量、分子式、化合物的大致类型

10.2分(2600)谱线波长标尺来判断待测元素的分析线

11.2分(2091)1答］低波数

12.2分(2713)

化学；磁。

13.2分(2504)［答］乙烯

14.3分(2044)

［答］

因为：C0J、CO*、C\CO/*

m/z44281222

2

次序为：C\C02\C0\CO；

15.2分(4521)［答］弱、强、低、高。

三、计算题(共2题15分)

1.5分(3134)

3134

［答］根据WoodWard—Fieser规则计算

母体基214nm

环外双键X525

烷基取代X735

延长一个共朝双键30

304nm

2.10分(3318)

3318

［答］&=(10.0/1)X10:,=l.00X102g/L

0.900=SX1.00XG

0.300=aX0.100X1.00X102

3：!

解之：cx—3.00X10g/L=3.00X10mg/mL

已知试样的c=500/500=1.00mg/mL

所以(&/c)=(3.00X10-3/1.00)=3.0X10号

四、综合题（自己命题的评分标准及说明）

1.教材p.393

2.AAS,DPP,ASV方法均可--------------------3分

方法原理------------------------------------------3分

样品处理------------------------------------------4分

3.讲座题目------1分

讲座内容------3分

讲座人---------1分

4.平分标准：

(1)M/M+l/M+2=100：7.7：046---------2分

(2)化学式C7H,.,0及不饱和度U=1-----1分

(3)IR谱分析------------------------------------2分

(4)质谱碎片-------------------------------------2分

(5)NMR谱分析--------------------------------3分

(6)UV吸收分析-------------------------------1分

(7)结构式---------------------------------------4分

只有结构，没有分析只给2分

只给各谱没有分析，结构正确，适当扣1一一3分

第一章引言

本章是《仪器分析》课程的介绍。主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联

系与区别，仪器分析方法的分类和它的发展情况，介绍仪器定量分析方法的评价指标。重点

在于对分析方法进行评价的几项指标。

内容提要：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。

重点难点：仪器分析方法的分类

授课方式：讲授

【板书】

一、定义：仪器分析是以测量物质的物理性质为基础的分析方法.由于这类方法通常需要使

用较特殊的仪器，所以称“仪器分析”.

二、分类——表1-1;方法适用于各行各业.

三、特点：仪器分析具有简便、快速、灵敏、易于实现自动化.

四、发展：a.多种仪器联用分析；

b.计算机技术对仪器分析的发展影响很大.

五、局限性：

1.准确度不够高，相对误差通常在百分之几以上；2.时常要用化学方法对试样进行预处理.

所以：化学方法和仪器方法是相辅相成的.

【讲解】

一、仪器分析和化学分析

分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。

化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。

测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。

仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需

要使用比较复杂的仪器。仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变化，仪器分析是分析化

学的发展方向。

仪器分析的特点（与化学分析比较）

灵敏度高，检出限量可降低：如样品用量由化学分析的mJmg级降低到仪器分析的口g、

uL级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。

选择性好：很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相

互间不产生干扰。操作简便，分析速度快，容易实现自动化。

仪器分析的特点（与化学分析比较）

相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之

几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%,不适用于常量和高含量成分分析。需要价格

比较昂贵的专用仪器。

仪器分析与化学分析关系

仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。

不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；

不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析

的全过程。

仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度；

有些仪器分析方法，如分光光度分析法，山于涉及大量的有机试剂和配合物化学等理论，所

以在不少书籍中，把它列入化学分析。

应该指出，仪器分析本身不是一门独立的学科，而是多种仪器方法的组合。可是这些仪器方

法在化学学科中极其重要。它们已不单纯地应用于分析的目的，而是广泛地应用于研究和解

决各种化学理论和实际问题。因此，将它们称为“化学分析中的仪器方法”更为确切。

发展中的仪器分析

20世纪40-50年代兴起的材料科学，60~70年代发展起来的环境科学都促进了分析化学

学科的发展。80年代以来，生命科学的发展也促进分析化学一次巨大的发展。仪器分析是

分析化学的重要组成部分，也随之不断发展，不断地更新自己，为科学技术提供更准确、更

灵敏、专一、快速、简便的分析方法。

如生命科学研究的进展，需要对多肽、蛋白质、核酸等生物大分子进行分析，对生物药物分

析，对超微量生物活性物质，如单个细胞内神经传递物质的分析以及对生物活体进行分析。

信息时代的到来，给仪器分析带来了新的发展。信息科学主要是信息的采集和处理。计算机

与分析仪器的结合，出现了分析仪器的智能化，加快了数据处理的速度。它使许多以往难以

完成的任务，如实验室的自动化，图谱的快速检索，复杂的数学统计可轻而易举得于完成。

信息的采集和变换主要依赖于各类的传感器。这又带动仪器分析中传感器的发展，出现了光

导纤维的化学传感器和各种生物传感器。

联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向。将几种方法结合起来，特别是分离方法

（如色谱法）和检测方法（红外光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、原子吸收光谱法等）的

结合，汇集了各自的优点，弥补了各自的不足，可以更好地完成试样的分析任务。

发展中的仪器分析

联用分析技术：

1.气相色谱一质谱法（GC—MS）

2.气相色谱一质谱法一质谱法（GC—MS—MS）

3.气相色谱一原子发射光谱法（GC—AED）

4.液相色谱一质谱法（HPLC—MS）

二、仪器分析方法的分类

根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类

1.光学分析法

以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法

2.电化学分析法

依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法

3.色谱法

以物质在两相间（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析。

4.其它仪器分析方法

包括质谱法、热分析法、放射分析等。

第二章气相色谱分析法

本章是仪器分析传统分类中的色谱分析部分，主要分析对象是有机化合物，该方法的使

用范围广，实用价值强。内容包括气相色谱和液相色谱，不仅介绍色谱分析方法的理论知识,

还强调它的实际应用。

§2.1气相色谱法概述

内容提要：色谱介绍、气相色谱介绍与色谱基本术语

重点难点：色谱基本术语

授课方式：讲授

【板书】

§2.1气相色谱法概述

一、概述

1.定义：色谱法是一种分离技术，该分离技术应用于分析化学中，就是色谱分析.它分离原

理是，使混合物中各组分在两相间分配，其中一相不动，称为固定相，另一相携带混合物流

过固定相的流体，称为流动相.这种借两相间分配原理使混合物各组分分离的技术叫色谱法.

2.分类：

a.按流动相的物态：气相色谱法；液相色谱法.

b.按固定相的物态：气固色谱法；气液色谱法；

液固色谱法；液液色谱法.

3.按分离过程的机制：吸附色谱法；分配色谱法；

离子交换色谱法；排阻色谱法.

二、气相色谱法

1.流程图：五部分组成，

a.载气系统；b.进样系统；c.色谱柱和柱箱；

d.检测系统；e.记录系统.

2.色谱图

3.色谱流出曲线图

4.几个术语

a.基线：当色谱柱后没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随

时间变化的线称为基线.

1）.基线漂移；

2）.基线噪声.

b.保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的常数.在一定的固定相和操作条件

下，任何一种物质都有一确定的保留值，这样就可用作定性参数.

1）死时间tM:

2）保留时间tR:

3）调整保留时间tR':tR'=tR-tM

4）相对保留值a（选择性因子）；

a=r21=t'R（2）/t'R（1）

5）死体积VM

6）保留体积VR

7）调整保留体积VR'

c.区域宽度

1）标准偏差：

2）半峰宽度：丫1/2=2o（2ln2）1/2

3）峰底宽度：丫=4。=1.70Y1/2

5.流出曲线图的作用：

a.根据色谱峰的位置（保留值）可以进行定性；

b.根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量测定；

c.根据色谱峰的位置及其宽度，可以对色谱柱分离情况进行评价.

【讲解】

一、概述

1.定义：色谱法是一种分离技术，该分离技术应用于分析化学中，就是色谱分析.它分离原

理是，使混合物中各组分在两相间分配，其中•相不动，称为固定相，另一相携带混合物流

过固定相的流体，称为流动相.这种借两相间分配原理使混合物各组分分离的技术叫色谱法.

各组分被分离后，可进一步进行定性和定量分析：

经典：分离过程和其含量测定过程是离线的，即不能连续进行

现代：分离过程和其含量测定过程是在线的，即能连续进行

经典色谱法：将潮湿的碳酸钙挤出玻璃管，用刀将各色带切下，用适宜的方法进行分析；

现代色谱法：当一个两组分（A和B）的混合物样品在时间t1从柱头加入，随着流动相不

断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流出柱子而进入检测器，从而使各组分

浓度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。

根据峰的位置（出峰时间t）——定性

根据峰的面积A（或峰高h）——定量

2、色谱法分类

（-）按两相物理状态分

1.气相色谱法（gaschromatography简称GC）用气体作流动相的色谱法。

气-固色谱法GSC（固定相为固体吸附剂）

气相色谱法

气-液色谱法GLC（固定相为涂在固体或毛细管壁上的液体）

2.液相色谱法（liquidchromatography简称LC）用液体作流动相的色谱法。

液-固色谱法LSC（固定相为固体吸附剂）

液相色谱法

液-液色谱法LLC（固定相为涂在固体载体上的液体）

3.超临界流体色谱法（SFC）

用超临界状态的流体作流动相的色谱法。

超临界状态的流体不是一般的气体或流体，而是临界压力和临界温度以上高度压缩的气体

,其密度比一般气体大得多而与液体相似，故又称为“高密度气相色谱法”

(二)按固定相的形式

1.柱色谱法(columnchromatography)：

固定相装在柱中，试样沿着一个方向移动而进行分离。

包括填充柱色谱法：固定相填充满玻璃管和金属管中

开管柱色谱法：固定相固定在细管内壁(毛细管柱色谱法)

2.平板色谱法(planerchromatography)：

固定相呈平面状的色谱法。

包括纸色谱法：以吸附水分的滤纸作固定相；

薄层色谱法：以涂敷在玻璃板上的吸附剂作固定相。

(三)按分离原理分

1.吸附色谱法(adsorptionchromatography)：

根据吸附剂表面对不同组分物理吸附能力的强弱差异进行分离的方法。

如：气一固色谱法、液-固色谱法——吸附色谱

2.分配色谱法(partitionchromatography)：

根据不同组分在固定相中的溶解能力和在两相间分配系数的差异进行分离的方法。

如：气-液色谱法、液-液色谱法—分配色谱

3.离子交换色谱法(ionexchangechromatography)

根据不同组分离子对固定相亲和力的差异进行分离的方法。

4.排阻色谱法(sizeexclusionchromatography)：

又称凝胶色谱法(gelchromatography),

根据不同组分的分子体积大小的差异进行分离的方法。

其中：以水溶液作流动相的称为凝胶过滤色谱法；以有机溶剂作流动相的称为凝胶渗透色

谱法。

5.亲合色谱法(affinitychromatography)

利用不同组分与固定相共价键合的高专属反应进行分离的方法。

3、气相色谱介绍

主要包括五大系统

1.载气系统：它是载气连续运行的密闭管路系统，要求是密封性好流速稳定，使用的载气纯

净。一般用皂膜流量计测得柱后载气流量Fo

2.进样系统：包括进样器和气化室。进样器是将试样快速而定量的加到色谱柱头上。液体：

0.5、1、5、10、25、50mL（一般进样0.1-10mL）；气体：0.25~5mL注射器或六通

阀（一般进样mL）«气化室是使样品在汽化室汽化，并很快被带入色谱柱。

3.分离系统：色谱柱、柱箱和控温装置。主要是在色谱柱内完成试样的分离，有填充柱和毛

细管柱两种。

填充柱填充柱由不锈钢，玻璃或聚四氟乙烯等材料制成，内装固定相，一般内径为2〜6

mm,长1〜5m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。柱内填充固定相，制作简单，柱容

量大，操作方便，分离效果足够高，n在102To3之间，应用普遍。

毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂

在内径0.I〜0.5mm的毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢或石英。毛细管色谱柱

渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做到长儿十米。与填充柱相比，其分离效率高（理论塔

板数可达106）、分析速度快、样品用量小，但柱容量低、要求检测器的灵敏度高，并且制

备较难。

4.检测系统：检测器

5记录系统：记录仪或数据处理装置。

4、基本术语

1.基线：操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号-时间曲线称为基线（O-

0'）

（它反映检测系统噪声随时间变化的情况，稳定的基线应是条水平直线）

2.死时间t0（deadtime）：

指不被固定相吸附或溶解的组分（如空气、甲烷等）从进样开始到色谱峰顶所对应的时间，

如图to所示。

3.9匕体积VO(deadvolume)：

由进样器至检测器的流路中，未被固定相占有的空隙体积称为死体积

(导管空间、色谱柱中固定相间隙、检测器内腔空间总和)

当色谱柱载气流速为F0(ml/min)时，它与死时间的关系为：

VO=tO«FO(1)

4.保留值：定性参数，是在色谱分离过程中，试样中各组分在色谱柱内滞留行为的一个指

标。

(1)保留时间tR(retentiontime)：

从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时(色谱峰顶点)所需要的时间，称为该组分的保留

时间。如图中tR(1)、tR(2)所示，(是待测组分流经色谱柱时，在两相中滞留的时间和)

保留时间与固定相和流动相的性质、固定相的量、柱温、流速和柱体积有关，可用时间单位

(min)表示。

(2)调整保留时间tR'(adjustedretentiontime)：

扣除死时间后的组分保留时间，如图中的tR(1)，、tR(2)，所示。tR'表示某组分因溶解

或吸附于固定相后，比非滞留组分在柱中多停留的时间：

tR'=tR-tO(2)

(3)保留体积VR(retentionvolume)：

从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时所通过的载气体积。

当色谱柱载气流速为F0(ml/min)时，它与保留时间的关系为：

VR=tRF0(3)

(4)调整保留体积VR'(adjustedretentionvolume)：是指扣除死体枳后的保留体积，

即：VR'=VR-V0=tR'«FO(4)

在一定的实验条件下VR、VR)与载气流速无关(tR・F0及tR'-F0为常数)

(5)相对保留值r21(relativeretentionvalue)：指组分2和组分1的调整保留值之

比。

⑸

相对保留值的特点是只与温度和固定相的性质有关，与色谱柱及其它色谱操作条件无关。反

映了色谱柱对待测两组分1和2的选择性，是气相色谱法中最常使用的定性参数。

3.峰高(h)：色谱峰顶与基线之间的垂直距离

4.色谱的区域宽度(peakwidth)通常用三种方法来表示：

(standardeviation)：(1)标准偏差

为0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。为正态分布曲线上拐点间距离之半。对于正常峰,

的大小表示组分被带出色谱柱的分散程度，