儀器分析

INSTRUMENTALANALYSIS

主講：馬繼平

學時分配

課程總學時：32學時。其中：理論課學時：24學時；實驗學時：8學時；個人簡介2000.9-2003.11中國科學院大連化學物理研究所,博士2004.1-2005.12清華大學化學系博士后2006.1-今青島理工大學環境與市政工程學院碩士生導師教授2008.11-2009.5韓國漢陽大學高級訪問學者中國化學會專業委員會委員，青島色譜學會專業委員會委員講授課程：環境監測、儀器分析及多門研究生課程研究方向:環境分析化學，色譜科研成果發表國內外學術論文40余篇，第一作者SCI/EI收錄20余篇，目前為多份國際期刊審稿，并應邀撰寫英文綜述論文主持及參與包括國家自然科學基金、山東省自然科學基金、水體污染控制與治理科技重大專項、水利部公益性行業科研專項經費項目等科研項目。目前正在進行兩項國家環境保護標準的制訂。目前主持的在研項目：1.國家自然科學基金“飲用水中痕量亞硝胺類消毒副產物的固相萃取-分散液液微萃取研究”2.山東省自然科學基金項目“磁性納米粒子富集-高效液相色整體柱快速分析水中微囊藻毒素”

第一章緒論一、分析化學的發展

分析化學是一門信息科學，它的基本目的是研究如何獲取有關物質系統化學成分與化學結構方面定性、定量的相關信息，它對化學科學發展的貢獻極大，甚至被有些人稱為“現代化學之父”。分析化學的發展歷史上已出現過三次巨大變革：

1、19世紀末→20世紀初葉：由“技藝”上升到科學理論，標志工具是：

天平的使用

2、20世紀四十年代→20世紀八十年代：由“分析技術科學”上升到“化學信息科學”。標志工具是：大量電子分析儀器、儀表的使用。3、20世紀八十年代→21世紀初：由“化學信息科學”上升到“系統信息科學”。標志工具是：微型計算機控制的現代智能型分析儀器的大量使用。

現代分析化學是一門嶄新而年輕的學科，它屬于與數學、電子學、物理學、計算機科學、現代信息技術科學交叉發展的新學科。

二、儀器分析的內容與分類化學分析ChemicalAnalysis分析化學{

儀器分析InstrumentalAnalysis

儀器分析（instrumentalanalysis）：用精密分析儀器測量物質的某些物理或物理化學性質以確定其化學組成、含量及化學結構的一類分析方法，又稱為物理和物理化學分析法。

物理分析法(physicalanalysis)：根據被測物質的某種物理性質與組分的關系，不經化學反應直接進行定性或定量分析的方法。如：光譜分析等。物理化學分析法

(physical-chemicalanalysis)：根據被測物質在化學變化中的某種物理性質與組分之間的關系，進行定性或定量分析的方法。如電位分析法等。

方法分類主要分析方法被測物理性質

光譜分析

發射光譜分析、火焰光度分析輻射的發射

分子發光分析法、放射分析法

紫外-可見分光光度法輻射的吸收

原子吸收分光光度法

紅外光譜法、核磁共振波譜法

比濁法、拉曼光譜法輻射的散射

折射法、干涉法輻射的折射

X-射線衍射法、電子衍射法輻射的衍射

圓二色譜法輻射偏振方向的旋轉

電化學分析

電位法電極電位

電導法電導

極譜法、溶出伏安法電流-電壓色譜分析

氣相色譜法、液相色譜法

薄層色譜法兩相間的分配熱分析

熱導法、差熱分析法熱性質質量分析質譜法質荷比………儀器分析方法分類根據用以測量的物質性質，儀器分析方法主要分為以下幾類:紅外分光光度計ICP質譜儀島津GC-2010氣相色譜儀HP-1100液相色譜儀X射線熒光儀UV-vis光譜儀日立F-4500熒光光譜儀

三、儀器分析的特點和應用原則

儀器分析的特點：

1、操作簡便；

2、快速；

3、靈敏：如樣品用量由化學分析的mL、mg級降低到儀器分析的g、L級，甚至更低。適合于微量（micro-)、痕量(trace)和超痕量(ultratrace)成分的測定。

4、高選擇性：很多的儀器分析方法可以通過選擇或調整測定的條件，使共存的組分測定時，相互間不產生干擾。

5、易于自動化；

6、設備昂貴，保養費事，對分析工作者要求高

7、除個別分析方法外，大部分儀器分析方法要以化學物質的標準品校正儀器。

8、對于高含量的組分準確度不高，化學分析一般可用于常量和高含量成分分析，準確度較高，誤差小于千分之幾。多數儀器分析相對誤差略大（約1-5%）多數不適用于常量和高含量成分分析。儀器分析應用環境監測食品分析藥品監測生物分析化工產品分析檢測中草藥成分分析儀器分析應用領域世界著名儀器生產廠家Agilent(原HP化學部)-氣相色譜Waters-液相色譜Thermo(熱電)-質譜Dionex(戴安)-離子色譜（熱電）PE-光譜日本島津-色譜,光譜瓦里安-色譜（安捷倫）四、儀器分析的重要性發展趨勢1.儀器分析的發展近代化學分析起源于17世紀，而儀器分析則在19世紀后期才出現。從19世紀三十年代開始的幾十年間，由于原子能工業、半導體工業及其它新興工業的需要，儀器分析得到了迅速的發展，并逐步成為分析化學的主要組成部分。另外，在這一時期中，由于科學技術的進步，特別是一些重大的科學發現，為許多新的儀器分析方法的建立和發展提供了良好的基礎和技術支持。在建立這些新的儀器分析方法的過程中，不少科學家因此而獲得了諾貝爾物理獎、化學獎或生理醫學獎。儀器分析所獲諾貝爾獎核磁共振：美，物理，1944年，1952年，瑞士，化學，1991質譜：英，化學，1922等等多次諾貝爾獎色譜：瑞典，化學，1948；英，化學，1952電鏡極譜拉曼光譜……①智能化和小型化隨著微電子技術及計算機技術在儀器分析的應用更加廣泛和深入，智能化的儀器分析方法將逐漸成為常規分析的重要手段。

2.儀器分析的發展趨勢②高靈敏度和高選擇性隨著技術的發展及科學技術及經濟發展的需要，許多高靈敏度、高選擇性的分析方法將逐步建立。③應用范圍將日以擴大儀器分析除了應用于成分分析外，將在更大程度上應用于物質的結構分析、狀態和價態分析、表面分析及微區分析等，而且在許多學科的研究工作中將得到愈來愈廣泛的應用。④儀器分析中各種方法的聯用技術儀器分析中各種方法有其自身的一些特點，將儀器分析中各種方法的聯用，將進一步發揮各種方法的效能解決復雜的分析問題。⑤與生命科學、環境科學、材料科學相結合

⑥自動檢測或遙控分析儀器分析將在各種工業流程及特殊環境中的自動在線監控或遙控監測中發揮重大的作用。在這