仪器分析：第一章 绪论 概述

*第一章

绪论1.1.1

概述1.1.2仪器分析的分类及特点1.1.3仪器分析的发展过程1.1.4课程的主要内容与学习方法第一节

概述IntroductionGeneralization*1.1.1概述

分析化学是人们用来认识、解析自然的重要手段之一；分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学；分析化学是化学中的信息科学；

分析化学的发展促进了分析科学的建立；分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解释世界的过程；20世纪40年代前：分析化学≈化学分析越来越多的问题化学分析不能解决：

快速、实时检测？痕量分析？结构确定？*

20世纪40年代后：仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位；原因：（1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展；（2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫切需要）。分析化学=化学分析+仪器分析；

仪器分析：通过最佳物理方法获取尽可能多的化学信息。

仪器分析的发展“与时俱进”，与社会发展同步。*

20世纪90年代后，各种新方法、新内容广泛应用：（1）化学计量学（2）毛细管电泳（3）高效膜分析技术（4）超临界萃取（5）分子分析（6）纳秒分析（7）微流控与生物芯片仪器分析大发展过程中处处体现“创新性思维”方法！*分析化学（仪器分析）三要素理论对象（问题）技术生产科学技术*分析化学六面体***1.1.2

仪器分析的分类及特点仪器分析的内容丰富，发展迅速，所体现出的“与时俱进”特征是其它化学基础课程所少见的。凡能表征物质的物理和化学性质的方法，原则上都可以被用作分析该物质的依据。由此也使得仪器分析不仅方法众多，且各种方法具有相对比较独立的原理、特点及应用范围而自成体系。熟悉仪器分析分类方法与发展进程对于学习仪器分析是十分必要的。

**仪器分析方法的分类图示仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法*电化学分析方法的分类电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法*色谱分析方法的分类色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法*光学分析法的分类光学分析法原子吸收光谱法红外光谱法原子发射光谱法核磁共振法荧光分析法紫外光谱法分子光谱原子光谱*其他分析方法的分类其他分析法质谱分析法联用技术热分析法*仪器分析的特点：1.分析速度快，自动化程度高。许多分析仪器都配置有计算机和自动进样装置，使仪器能够在较短时间内分析多个样品，并自动处理数据和计算结果，特别适合大批量分析。2.灵敏度高，试样用量少。仪器分析特别适合微量和痕量组分的分析，通常可测出质量分数为10-8或10-12数量级的组分，试样用量可降低至

g或

L数量级。*仪器分析的特点：3.用途广泛，能适应各种分析的要求。除定性、定量分析外，还能进行化合物结构分析，分子质量测定，价态与形态分析、表面与微区分析等。4.选择性高。很多方法可以通过选择或调整测定条件，选择性测定某组分。仪器分析是一种相对方法，往往需要与标准物质进行比对，适合微量和痕量分析。*1.1.3

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，形成了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，仪器分析的快速发展时期。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；为什么出现在这一时期？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，获1952年诺贝尔物理奖；（2）MartinAJP和SyngeRLM建立气相色谱分析法，获1952年诺贝尔化学奖；（3）HeyrovskyJ，建立极谱分析法，获1959年诺贝尔化学奖。仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。*阶段三：

20世纪80年代初，以计算机应用为标志的第三次变革。（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，分析自动化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：如傅里叶变换红外光谱仪，色-质联用仪等。

*仪器分析应用领域

社会：体育（兴奋剂），生活产品质量（鱼新鲜度，食品添加剂，农药残留量），环境质量（污染实时检测），法庭化学（DNA技术，痕迹分析，物证）；

化学：新化合物的结构表征，分子层次上的分析方法；

生命科学：DNA测序，活体检测；

环境科学：环境监测，污染物分析；

材料科学：新材料的结构与性能；

药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；

外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。*仪器分析的未来发展：*仪器分析的发展方向：微型高效自动智能*1.1.4课程的主要内容与学习方法1.课程特点

(1)体现综合能力与素质培养、创新思维、创新方法；(2)获取化学信息的工具和方法，创新的基础与前提；(3)“与时俱进”，发展快，内容多，理论体系不强；(4)与实际联系密切，涉及面广，应用性强。2.课程内容

十三章内容，六大类(光、电、色、热、质谱、表面)，近30种分析方法，涉及的分析仪器类型更多。

方法原理与特点仪器基本结构重要分析条件应用*3.课程的学习方法（1）抓住主线

特点——原理——用途；重点在原理（2）归纳共性与个性

色谱法—共性：复杂混合物分离分析

—个性：流动相、原理、对象（3）处理好整体与局部

分析仪器—结构流程—关键部件—作用（4）勤

书山有路勤为径！多看书、多总结、多思考

*4.参考资料

（1）学习软件

《分析化学网络课程》国家新世纪网络课程建设工程项目；大连理工大学研制《分析化学电子教案》高等教育出版社出版；大连理工大学研制《仪器分析电子教案》高等教育出版社出版；大连理工大学研制《基础仪器分析虚拟实验室》高等教育出版社出版；大连理工大学研制《现代仪器分析虚拟实验室》高等教育出版社出版；大连理工大学研制*(2)参考书方惠群等.

仪器分析.北京：科学出版社，2002武汉大学化学系.仪器分析.北京：高等教育出版社，2001朱明华.仪器分析.（第3版）.北京：高等教育出版社，2000刘密斯等.仪器分析.北京：清华大学出版社，2003刘志广等.仪器分析.大连：大连理工大学出版社，2004刘志广等.仪器分析学习指导与综合练习.北京：高等教育出版社，2005方惠群等.仪器分析学习指导.北京：科学出版社，2004朱良漪.仪器分析手册.北京：化学工业出版社，1997*英文参考书(1)SkoogDA.principlesofinstrumentalanalysis.4ed,BarcourtBraceCollegePublishers,1992(2)SkoogDA.ModernOpticalMethodsofAnalysis.McGraw-Hill,1975(3)

SkoogDA.

Principlesofinstrumentalanalysis2edSaundersCollegePublishing,1980*电化学分析参考书(1)高小霞等.电化学分析导论.北京：科学出版社，1986(2)蒲国刚等.电化学分析.合肥：中国科技大学出版社，1993(3)李启隆等.电分析化学.北京：北京师范大学出版社，1995(4)朱明华等.近代分析化学.北京：高等教育出版社，1991*色谱分析参考书傅若农等.近代色谱分析.北京：国防工业出版社，1998(2)孙传经等.气相色谱分析原理与技术.北京：化学工业出版社，1985(3)金恒亮等.高压液相色谱法.北京：原子能出版社，1987(4)孙传经等.毛细管色谱法.北京：化学工业出版社，1991*光谱分析参考书(1)李新安等译.光谱导论.北京：石油大学出版社，1992(2)马成龙等.近代原子光谱