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文檔簡介
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儀器分析的內容和方法儀器分析儀器分析是化學學科的一個重要分支,它是以物質的物理和物理化學性質為基礎建立起來的一種分析方法。利用較特殊的儀器,對物質進行定性分析,定量分析,形態分析。儀器分析方法所包括的分析方法很多,目前有數十種之多。每一種分析方法所依據的原理不同,所測量的物理量不同,操作過程及應用情況也不同。2分類Classify光學分析法電化學分析法色譜分析法電鏡分析法PPT模板下載:/moban/行業PPT模板:/hangye/節日PPT模板:/jieri/PPT素材下載:/sucai/PPT背景圖片:/beijing/PPT圖表下載:/tubiao/優秀PPT下載:/xiazai/PPT教程:/powerpoint/Word教程:/word/Excel教程:/excel/資料下載:/ziliao/PPT課件下載:/kejian/范文下載:/fanwen/試卷下載:/shiti/教案下載:/jiaoan/PPT論壇:
示差掃描量熱分析3主要根據物質發射,吸收電磁輻射以及物質與電磁輻射的相互作用來進行分析的一類重要的儀器分析法。光學分析法是基于物質對光的吸收或激發后光的發射所建立起來的一類方法,比如紫外-可見分光光度法,紅外及拉曼光譜法,原子發射與原子吸收光譜法,原子和分子熒光光譜法,核磁共振波譜法,質譜法等。光學分析法opticalmethodofanalysis4光學分析法分子價鍵電子吸收光譜產生可見、紫外吸收;分子運動產生光譜光能激發原子外層電子產生吸收原子外層電子被激發產生光譜原子核與磁場的作用產生波譜關鍵:物質和光的相互作用產生與成分或者結構有關的信息光學分析法分光光度法原子吸收光譜法原子發射光譜法核磁共振波譜法opticalmethodofanalysis5電化學分析法electrochemicalanalysis是建立在物質在溶液中的電化學性質基礎上的一類儀器分析方法,是由德國化學家C.溫克勒爾在19世紀首先引入分析領域的,儀器分析法始于1922年捷克化學家J.海洛夫斯基建立極譜法。通常將試液作為化學電池的一個組成部分,根據該電池的某種電參數(如電阻、電導、電位、電流、電量或電流-電壓曲線等)與被測物質的濃度之間存在一定的關系而進行測定的方法。6電化學分析法一種通過測量溶液的電導率確定被測物質濃度。包括直接電位法和電位滴定法。庫侖分析法是對試樣溶液進行電解,通過測量電解過程中所消耗的電量,由法拉第電解定律計算出分析結果。極譜分析是電化學分析的一種,是以滴汞電極為陰極的特殊的電解分析。關鍵:物質在溶液中的電化學性質與組分含量有關的信息電化學分析法電導分析電位分析庫侖分析極譜分析electrochemicalanalysis7色譜分析法chromatography色譜法又稱色譜分析、色譜分析法、層析法,是一種分離和分析方法,在分析化學、有機化學、生物化學等領域有著非常廣泛的應用。色譜法利用不同物質在不同相態的選擇性分配,以流動相對固定相中的混合物進行洗脫,混合物中不同的物質會以不同的速度沿固定相移動,最終達到分離的效果。8色譜分析法用氣體作為流動相的色譜法。以液體為流動相。以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質進行分離,用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的一種色譜方法。以毛細管為分離通道、以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離技術。關鍵:物質在兩相中的分配性質差異進行分離色譜分析法氣相色譜高效液相色譜離子色譜毛細管電泳chromatography92儀器分析的特點及局限性儀器分析的應用領域社會:體育(興奮劑)、生活產品質量(魚新鮮度、食品添加劑、農藥殘留量)、環境質量(污染實時檢測)、法庭化學(DNA技術,物證)化學:新化合物的結構表征;分子層次上的分析方法;生命科學:DNA測序;活體檢測;環境科學:環境監測;污染物分析;材料科學:新材料,結構與性能;藥物:天然藥物的有效成分與結構,構效關系研究;外層空間探索:微型、高效、自動、智能化儀器研制。10儀器分析法的特點1、分析速度快;2、靈敏度高;3、容易實現在線分析和遙控檢測;4、易于實現自動化與智能化;5、能獲取物質結構、組分價態、元素在微區的空間分布等諸多信息;6、操作簡便,樣品用量少;7、樣品可回收利用儀器分析的特點11儀器分析法的局限性1、儀器設備復雜,價格高,對維護及環境要求比較高;2、儀器分析是一種相對分析方法,一般需要用已知組成標準物質來對照;3、相對誤差比較大,一般不適用于常量和高含量樣品的分析。儀器分析的特點1203儀器分析的發展及趨勢現代儀器分析技術正向智能化數字化方向發展。發展趨勢主要表現是:基于微電子技術和計算機技術的應用實現分析儀器的自動化,通過計算機控制器和數字模型進行數據采集、運算、統計、分析、處理,提高分析儀器數據處理能力,數字圖像處理系統實現了分析儀器數字圖像處理功能的發展;分析儀器的聯用技術向測試速度超高速化、分析試樣超微量化、分析儀器超小型化的方向發展。13儀器分析技術的發展過程16世紀,天平的出現。分析化學具有了科學的內涵;20世紀初,依據溶液中四大反應平衡理論,形成分析化學的理論基礎,分析化學由一門操作技術變成一門科學。分析化學的第一次變革,20世紀40年代前,化學分析占主導地位,儀器分析種類少和精度低。第一階段:20世紀40年代后,儀器分析的大發展時期。儀器分析使分析速度加快,促進化學工業發展,化學分析與儀器分析并重,儀器分析自動化程度低;這一時期一系列重大科學發現,為儀器分析的建立和發展奠定基礎。儀器分析的發展引發了分析化學的第二次變革。第二階段:20世紀80年代初,以計算機應用為標志的分析化學第三次變革。計算機控制的分析數據采集與處理:實現分析過程的連續、快速、實時、智能;促進化學計量學的建立。化學計量學:利用數學、統計學的方法設計選擇最佳分析條件,獲得最大程度的化學信息。化學信息學:化學信息處理、查詢、挖掘、優化等。以計算機為基礎的新儀器的出現:傅里葉變換紅外光譜儀,色譜-質譜聯用儀。第三階段:化學科學的產生以來,經歷了三個發展階段,實現了三次變革。14儀器分析發展趨勢
這是各種分析方法長期以來所追求的目標。當今許多新的現代技術引入分析化學,都是與提高分析方法的靈敏度有關,如激光技術的引入,促進了激光共振電離光譜、激光拉曼光譜、激光誘導熒光光譜、激光光熱光譜、激光光聲光譜和激光質譜的發展,大大提高了分析方法的靈敏度,使得檢測單個原子或單個分子成為可能。多元配合物、有機顯色劑和各種增效試劑的研究與應用,使吸收光譜、熒光光譜、發光光譜、電化學及色譜等分析方法的靈敏度和分析性能得到大幅度地提高。1提高靈敏度迄今,人們所認識的化合物已超過1000萬種,而且新的化合物仍在快速增長。復雜體系的分離和測定已成為分析化學家所面臨的艱巨任務。由液相色譜、氣相色譜、超臨界流體色譜和毛細管電泳等所組成的色譜學是現代分離、分析的主要組成部分并獲得了很快的發展。以色譜、光譜和質譜技術為基礎所開展的各種聯用、接口及樣品引入技術已成為當今分析化學發展中的熱點之一。在提高方法選擇性方面,各種選擇性試劑、萃取劑、離子交換劑、吸附劑、表面活性劑、各種傳感器的接著劑、各種選擇檢測技術和化學計量學方法等是當前研究工作的重要課題。2解決復雜體系的分離問題及提高分析方法的選擇性現代儀器分析技術正向智能化數字化方向發展。發展趨勢主要表現是:基于微電子技術和計算機技術的應用實現分析儀器的自動化,通過計算機控制器和數字模型進行數據采集、運算、統計、分析、處理,提高分析儀器數據處理能力,數字圖像處理系統實現了分析儀器數字圖像處理功能的發展;分析儀器的聯用技術向測試速度超高速化、分析試樣超微量化、分析儀器超小型化的方向發展。15儀器分析發展趨勢
現代分析化學的發展已不再局限于將待測組分分離出來進行表征和測量,而是成為一門為物質提供盡可能多的化學信息的科學。隨著人們對客觀物質的認識的深入,某些過去所不甚熟悉的領域,如多維、不穩態和邊界條件等也逐漸提到分析化學家的日程上來。例如現代核磁共振波譜、紅外光譜、質譜等的發展,可提供有機物分子的精細結構、空間排列構型及瞬態等變化的信息,為人們對化學反應歷程及生命過程的認識展現了光輝的前景。化學計量學的發展,更為處理和解析各種化學信息提供了重要基礎。3擴展時空多維信息微型化及微環境分析是現代分析化學認識自然從宏觀到微觀的延伸。電子學、光學和工程學向微型化發展,人們對生物功能的了解,促進了分析化學深入微觀世界的進程。電子顯微技術、電子探針X射線微量分析、激光微探針質譜等微束技術已成為進行微區分析的重要手段。在表面分析方面,電子能譜、次級離子質譜、脈沖激光原子探針等的發展,可檢測和表征一個單原子層,因而在材料科學、催化劑、生物學、物理學和理論化學研究中占據重要的位置。此外,對于電極表面修飾行為和表征過程的研究,各種分離科學理論、聯用技術、超微電極和光譜電化學等的應用,為揭示反應機理,開發新體系,進行分子設計等開辟了新的途徑。4微型化及微環境的表征與測定
在環境科學中,同一元素的不同價態和所生成的不同的有機化合物分子的不同形態都可能存在毒性上的極大差異。在材料科學中物質的晶態、結合態更是影響材料性能的重要因素。目前已報道利用諸如陽極溶出伏安法、X射線光電子能譜、X射線熒光光譜、X射線衍射、熱分析、各種吸收光譜方法和各種聯用技術來解決物質存在的形態和狀態問題。5形態、狀態分析及表征16儀器分析發展趨勢上世紀70年代以來,世界各發達國家都將生命科學及其有關的生物工程列為科學研究中最優先發展的領域,在歐、美、日等地區和國家具有戰略意義的宏大研究規劃“尤利卡計劃”,“人類基因圖”及“人體研究新前沿”中,生物大分子的結構分析研究都占據重要的位置。我國在2000年前發展高技術戰略的規劃中,也把生物技術列為七個重點領域之一。一方面生命科學及生物工程的發展向分析化學提出了新的挑戰。另一方面仿生過程的模擬,又成為現代分析化學取之不盡的源泉。當前采用以色譜、質譜、核磁共振、熒光、磷光、化學發光和免疫分析以及化學傳感器、生物傳感器、化學修飾電極和生物電分析化學等為主體的各種分析手段,不但在生命體和有機組織的整體水平上,而且在分子和細胞水平上來認識和研究生命過程中某些大分子及生物活性物質的化學和生物本質方面,已日益顯示出十分重要的作用。6生物大分子及生物活性物質的表征與測定它是分析方法的又一重要外延。當今的許多物理和物理化學分析方法都已發展為非破壞性檢測。這對于生產流程控制,自動分析及難于取樣的諸如生命過程等的分析是極端重要的。遙測技術應用較多的是激光雷達、激光散射和共振熒光、傅里葉變換紅外光譜等,已成功地用于測定幾十公里距離內的氣體、某些金屬的原子和分子、飛機尾氣組成,煉油廠周圍大氣組成等,并為紅外制導和反制導系統的設計提供理論和實驗根據。7非破壞性檢測及遙測
微電子工業、大規模集成電路、微處理器和微型計算機的發展,使分析化學和其它科學與技術一樣進入了自動化和智能化的階段。機器人是實現基本化學操作自動化的重要工具。專家系統是人工智能的最前沿。在分析化學中,專家系統主要用作設計實驗和開發分析方法,進行譜圖說明和結構解釋。上世紀八十年代興起的過程分析已使分析化學家擺脫傳統的實驗室操作,進入到生產過程、甚至生態過程控制的行列。8自動化及智能化
1704課程主要內容與學習方法內容與特點14章內容,13類儀器分析方法,包括方法原理、儀器結構、操作條件選擇、應用;四大類:光分析法、電分析法、色譜分析法、其他分析法;無機物分析;有機物分析;化合物結構分析;特點:內容繁多、各成體系;每類方法有其特點、內在規律、應用范圍;2024/11/419AB課程性質儀器分析課程目標儀器分析:化學+物理學+電子技術+計算機(綜合性學科)專業基礎課:工業分析技術專業的專業基礎課。1.課程性質A培養分析儀器的熟練應用者——解決問題:
(1)掌握常用儀器分析方法原理、應用,熟悉儀器結構;
(2)通過學習具備選擇適宜的分析方法的能力;
(3)學習創新思維方式。
課程目標B課程性質與目標propertyandgoalofthecourse20課程的學習方法learningmethodofthecourse色譜法:共性:復雜混合物分離分析個性:流動相-原理-對象特點——原理——用途;重點在原理分析儀器——結構流程——關鍵部件1.抓住主線2.歸納共性與個性3.處理好整體與局部書山無路勤為徑!4.勤考核方案(1)考試組成:平時考核40%,期末考試60%(2)平時考核:曠課1節扣2分、缺實驗1次扣5分遲到(超過5分鐘)1次扣1分
缺作業1次扣2分、缺實驗報告1份扣2分
課堂回答問題優良每次加1分
完成課程論文加3分
在空間提交電子版實驗報告1次加1分22考核方案appraisalprogram曠課1節扣2分、缺實驗1次扣5分遲到(超過5分鐘)1次扣
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