第一章緒論重點內容概要1．儀器分析的分類與特點儀器分析分為電化學分析、色譜分析、光分析、質譜分析及熱分析五大部分。電化學分析包括電位分析、電導分析、庫侖分析及伏安分析；色譜分析包括氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜、薄層色譜和毛細管電泳等；光分析(光譜法和非光譜法)包括原子發射光譜法、原子吸收光譜法、x射線光譜法、分子熒光和磷光光度法、化學發光分析法、紫外一可見光譜法、紅外光譜法、拉曼光譜法和核磁共振波譜法等。儀器分析的特點：①速度快；②靈敏度高；③重現性好；④樣品用量少；⑤選擇性高。局限性是儀器裝置復雜，相對誤差較大。2．分析化學發展的三個階段通常將分析化學的發展分為三個階段或三次變革：階段一：20世紀初，依據溶液中四大反應平衡理論，形成了分析化學的理論基礎，使分析化學由一門操作技術變成一門科學，形成了分析化學的第一次變革。階段二：20世紀40年代以后，由于物理學、電子學的發展，半導體材料工業和原子能工業生產的需要，使儀器分析處于大發展時期。這時期的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。階段三：20世紀80年代初出現了以計算機應用為標志的分析化學第三次變革。3．計算機對儀器分析發展的促進作用計算機對儀器分析發展的促進作用表現在：促進了儀器分析自動化；促進新型分析儀器的出現；實現分析儀器的智能化和網絡化。4．儀器分析中的計算機應用的主要方面儀器分析中的計算機應用的主要方面包括：計算機控制下的數據采集；計算機自動控制；計算機數據處理；專家系統與人工智能；網絡技術與虛擬技術等。5．信息和熵設一事件有幾種可能性，各自的概率為pi，Shannon定義信息熵為(1-1)熵是事件不確定程度的度量，不確定程度越大，熵就越大。對于一個概率密度為p(x)的連續型分布熵的定義為(1-2)信息量I為(1-3)如果事件發生后的概率不等于1，即它是不確定的，則信息量可表示為（1-4）式中qi是事件發生后的概率。分析化學實驗過程獲取信息，使系統的不確定程度減小，信息量就是熵減少的量，即（1--5）若經過實驗后的結果完全確定，即實驗后的熵等于零，則（1--6）即經過這樣一個實驗后，得到了最大信息量。6．分析化學實驗中信息量與熵定性分析實驗中，通常要判斷某一組分是否存在。因實驗前并無任何信息，是否存在的概率各為1／2。則H0=1bit。實驗后，是否存在得到確定，則H=0。故信息量I=H0—H=lbit在定量分析實驗中，如果實驗前知道某一組分的大致范圍，即p(x)均勻地分布在(x1，x2)區間內，則（1--7）由于分析中偶然誤差的存在，使結果不可能為一定值而呈正態分布。設其標準偏差為σ，則（1--8）于是信息量為（1--9）σ越小，信息量越大。因此實驗中可通過減少干擾和噪聲、提高儀器靈敏度及增加測定次數等途徑來增大信息量。7．分析儀器的信息量分析儀器的最大信息量是其提供信息的能力。分析儀器通常有一測定上限cmax，當待測組分濃度高于此值時，不能用該儀器進行測定。該儀器實驗前的熵為（1--10）△c為儀器能分辨的最小濃度差，儀器的實際信息量為（1--11）8．儀器的效率和剩余度儀器的效率可用剩余度來衡量。剩余度R的定義式為（1--12）剩余度是熵偏離其最大值的度量。熵的一個重要性質是當所有的可能性都是等概率時，熵有最大值。在定量分析中，如果試樣中待測組分的含量完全是未知的，則其可能的含量為0％～100％，故（1--13）分析時，一般樣品的大致含量范圍總是知道的，設其范圍為x1～x2，則（1--14）故（1--15）在分析儀器中，剩余度常被定義為（1--16）即它是分析過程中被保留，未被利用的信息量的度量。剩余度大表示該儀器的效率低。9．信號與噪聲、本底信號與空白信號儀器分析中，信號定義為分析儀器的響應，理想的情況是儀器僅對待測組分有響應，但由于儀器本身的不足及干擾，分析過程往往會產生信號的波動，即隨機噪聲。這種隨機噪聲疊加在響應信號上而增加了信號的不確定性。可通過增加平行測定次數降低隨機噪聲。本底信號：沒有試樣時，儀器產生的信號。空白信號：當試樣中無待測組分時，儀器所產生的信號。空白信號與本底信號的不同，前者主要是由試樣中待測組分之外的其他組分引起。定量分析前需要對試樣進行預處理，使空白信號接近本底信