无机及分析化学课件 第14章

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1、第14章仪器分析简介14.1概述14.1.1仪器分析方法分类14.1.2仪器分析的发展14.1.3仪器分析的特点14.1.4仪器分析与医学检验仪器分析（instrumentalanalysis）：用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，又称为物理和物理化学分析法。物理分析法(physicalanalysis)：根据被测物质的某种物理性质与组分的关系，不经化学反应直接进行定性或定量分析的方法。如：光谱分析等。物理化学分析法(physico-chemicalanalysis)：根据被测物质在化学变化中的某种物理性质与组分之

2、间的关系，进行定性或定量分析的方法。如电位分析法等。方法分类主要分析方法被测物理性质光谱分析发射光谱分析、火焰光度分析辐射的发射分子发光分析法、放射分析法紫外-可见分光光度法辐射的吸收原子吸收分光光度法红外光谱法、核磁共振波谱法比浊法、拉曼光谱法辐射的散射折射法、干涉法辐射的折射X-射线衍射法、电子衍射法辐射的衍射偏振法辐射的旋转电化学分析电位法电极电位电导法电导极谱法、溶出伏安法电流-电压色谱分析气相色谱法、液相色谱法薄层色谱法两相间的分配热分析热导法、焓法热性质质谱法质荷比14.1.1仪器分析方法分类根据用以测量的物质性质，仪器分析方法主要分为以下几类:1.引进当

3、代科学技术的新成就，革新原有仪器分析方法，开发新仪器分析方法。如，将纳米新技术引入PCR分析，制备适于不同需求的生物芯片。2.分析仪器实现小型化、自动化、数学化和计算机化。14.1.2仪器分析的发展趋势当代仪器分析的发展趋势可归纳为以下几个方面：3.发挥各种仪器分析方法的特长，实现不同仪器分析方法的联用,如气-质谱联用。4.各学科互相渗透，与各学科所提出的新要求、新任务紧密结合，促进仪器分析的发展。5.仪器分析的发展，可为新理论、新技术的研究提供强有力的研究手段，推动其飞速发展。14.1.3仪器分析的特点仪器分析：是借用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其

4、化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，适用于微量或痕量组分的测定；化学分析：是利用化学反应的计量关系，由某已知量求待测物量，一般用于常量分析，是化学分析法。仪器分析的主要特点如下：1.灵敏度高；3.分析迅速,适于批量试样的分析；2.选择性好,适于复杂组分试样的分析；4.适于痕量组分的测定;5.适应性强,应用广泛；6.易于自动化。二者关系：化学分析是仪器分析的基础，仪器分析离不开必要的化学分析步骤，二者相辅相成。14.1.4仪器分析与医学检验1.临床检验中常用的蛋白质、氨基酸、酶、糖类、激素、pH和血气分析等等，都是采用仪器分析；2.免疫学检验中常用的ELISA与EL

5、ISTOP法,首先利用酶联、显色等化学步骤,后用紫外分分光度计测定相关参数;3.药物分析、毒物分析、卫生学检验等领域，也不同程度地使用了仪器分析。4.二十一世纪与医学紧密相连的生命科学的研究，也离不开先进的仪器分析手段。因此，仪器分析和医学检验之间的关系非常密切，在医学检验中占有十分重要的位置。14.2光谱分析基础14.2.1电磁辐射和电磁波谱14.2.2原子光谱和分子光谱14.2.3吸收光谱和发射光谱14.2.4光谱分析的分类光谱分析：依据物质发射的辐射能或辐射能与物质的相互作用而建立的分析方法，广义上都称为光谱分析法。14.2.1电磁辐射和电磁波谱电磁辐射：电磁辐

6、射是高速通过空间传播的光子流。性质:电磁辐射具有波粒二象性，即波动性和微粒性。光的折射、衍射、偏振和干涉等现象，表明它具有波动性；光电效应，说明了光的微粒性。每个光量子的能量(EL)与其频率(ν)及波长(λ)之间的关系为:EL=hυ=hc/λ=hcσ式中h为普朗克常数,其值6.626×10-34J·s；c为光速,其值约为3×1010cm/s；σ为波数,其单位为cm-1；λ为波长，其单位为nm。由上式可见，波长越短，光子的能量越大。任一波长光子的能量，与物质内的原子或分子的能量变化ΔE相对应，其关系为：ΔE=EL=hυ=hc/λ电磁波谱(electromagnetics

7、pectrum)：电磁辐射能量的变化,产生电磁波,按电磁波长顺序排列，称为电磁波谱。14.2.2原子光谱和分子光谱原子和分子是产生光谱的基本粒子,针对产生光谱粒子的不同,光谱可分为：原子光谱和分子光谱.原子光谱(atomicspectrum)：由原子核外电子在不同能级间跃迁而产生的光谱，它包括原子发射、原子吸收和原子荧光光谱。分子光谱(molecularspectrum)：在辐射能作用下分子内能级间的跃迁产生的光谱，称为分子光谱。一个分子的总能量E包括核能En、分子的平动能Et、电子能Ee、振动能Ev和转动能Er，即：E=En+Et+Ee+Ev+Er