分析化学与仪器分析

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1、第一章绪论一、分析化学与仪器分析二、分析化学的发展和仪器分析的产生三、仪器分析的分类四、仪器分析的特点和发展趋势Introduction2021/7/21一、分析化学与仪器分析人类总是在认识自然和改造自然中发展前进。分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一。在认识自然和改造自然的过程中，人们要进行产品质量检测和物质结构的分析，这些环节都和分析测试技术密切相关。2021/7/21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，是化学中的信息科学。根据分析方法所用手段，分析化学可分为化学分析和仪器分析。化学分

2、析是以物质的化学反应为基础，通过已知物与待测物的化学关系，测出未知物含量的一种分析方法。仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器测定物质的物理性质或物理化学性质而分析出待测物质组成、含量的一类分析方法。测量常量组分常用化学分析方法，而测量微量组分（质量分数为10-3-10-6）、痕量组分（质量分数为10-6-10-9）或超痕量（质量分数为10-9—10-12）组分时，则常用仪器分析方法。化学分析是仪器分析的基础，仪器分析离不开化学分析，其不少分析过程需应用到分析化学的理论。二者相辅相成，互为补充。在应用时应当根

3、据具体情况，取长补短，互相配合。当然，随着科学技术的发展，必将出现更多可以替代化学分析方法的仪器分析方法。2021/7/21仪器分析是高等农业院校生命科学、资源与环境科学、动物科学、动物医学、农业科学、食品科学等专业重要的基础课程。通过本课程的学习，可使学生掌握常用仪器分析方法的基本原理以及仪器的简单结构；并使学生初步具有根据分析目的，结合所学的各种仪器分析方法的特点和应用范围，选择适宜的分析方法的能力。2021/7/21二、分析化学的发展和仪器分析的产生分析化学的发展经历了三次巨大的变革。16世纪天平的出现，使分析化学具有了科学

4、的内涵。20世纪初，建立了溶液中四大反应（酸碱平衡、沉淀-溶解平衡、配位平衡和氧化还原平衡）平衡理论。分析化学引入了物理化学的概念，形成了自己的理论基础。分析化学由单纯的操作技术变成了一门科学，这是第一次变革。20世纪40年代前，化学分析占主导地位。2021/7/21第二次世界大战前后，由于物理学和电子技术的发展与引入，分析化学从以化学分析为主的经典分析化学，发展到以仪器分析为主的现代分析化学。仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。仪器分析使分析速度加快，促进了化学工业发展。在这一时期，化学分析与仪器分析并重。由于科学技术的进

5、步，特别是一些重大的科学发现和发展，为新的仪器分析方法的建立和发展奠定了基础。例如BlochF和PurcellEM发明了核磁共振测定方法，获得1952年诺贝尔物理奖；MartinAJP和SyngeRLM开创了气相色谱分析法，获得1952年诺贝尔化学奖；HeyrovskyJ建立了极谱分析法，获得1959年诺贝尔化学奖。2021/7/2120世纪70年代末以来，以计算机广泛应用为标志的信息时代的到来，给科学技术发展带来巨大的推动力，促使分析化学进入第三次变革。计算机处理数据的快速、准确，使分析仪器自动化、智能化；各种傅里叶变换仪器的相

6、继问世，使传统的仪器更具优越性和多功能化；计算机促进统计处理进入分析化学，出现了化学计量学，它是利用统计学的方法设计或选择最优测量条件，并从分析测量数据中获取最大程度的化学信息。分析化学已经成为一门信息科学。2021/7/21三、仪器分析的分类仪器分析的方法很多，而且各种方法比较独立并可自成体系。常用的方法可分为光学分析法，电化学分析法，色谱法，质谱法和热分析法。2021/7/211.3.1光学分析法光学分析法是基于检测能量作用于待测物质后产生的辐射信号或所引起的变化而建立的分析方法。光分析法又可以分为非光谱法和光谱法两类。非

7、光谱法是指不以光的波长为特征信号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、折射、干涉、衍射和偏振等）的变化的分析方法。这类方法有折射法、干涉法、散射浊度法、旋光法、X射线衍射法和电子衍射法等。2021/7/21光谱法则是以光的吸收、发射和荧光为基础建立起来的方法，通过检测光谱的波长和强度来进行分析。这类方法有原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法、X荧光光谱法、分子荧光光度法、分子磷光光度法和激光拉曼光谱法等。从广义的辐射概念来说，以光电子辐射为基础的各种光电子能谱法也

8、属于光学分析法。2021/7/211.3.2电化学分析法电化学分析法是根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法。根据所测的电信号的不同，可以分为：电导分析法、电位分析法、电解和库仑分析法以及伏安和极谱分析法。2021/7/211.3.