《儀器分析1》課程教學(xué)大綱

《儀器分析1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱儀器分析InstrumentalAnalysis課程編碼SCC822411025開課院部理學(xué)院課程團隊儀器分析學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時40講授40實驗0上機0實踐0課外學(xué)時40適用專業(yè)應(yīng)用化學(xué)授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、無機及分析化學(xué)、無機及分析化學(xué)實驗（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、大學(xué)物理（2-1）、無機及分析化學(xué)實驗（2-2）、有機化學(xué)、有機化學(xué)實驗、無機及分析化學(xué)（2-2）、無機及分析化學(xué)實驗（3-3）、大學(xué)物理（2-2）、有機化學(xué)（2-2）、有機化學(xué)實驗（2-2）、物理化學(xué)（2-1）、物理化學(xué)實驗（2-1）、物理化學(xué)（2-2）、物理化學(xué)實驗（2-2）課程簡介（必修）儀器分析是研究用現(xiàn)代儀器測定物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和某些化學(xué)常數(shù)、電極過程的原理及方法的一門課程，它綜合應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識，將各物理量與物質(zhì)的性質(zhì)、含量、結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，達到對物質(zhì)定性、定量、結(jié)構(gòu)分析的目的。儀器分析是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)信息的重要現(xiàn)代分析手段，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)從事科研和生產(chǎn)工作必須掌握的專業(yè)技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器分析方法的基本原理、測量方法及儀器構(gòu)造和操作技術(shù)，并初步具有應(yīng)用現(xiàn)代儀器分析方法解決有關(guān)化學(xué)產(chǎn)品和材料的成份、結(jié)構(gòu)及與之相關(guān)的性能分析等方面問題的能力。InstrumentalAnalysisisacoursethatstudiestheprinciplesandmethodsofmeasuringthechemicalcomposition,chemicalstructureandsomechemicalconstantsofsubstancesandelectrodeprocesseswithmoderninstruments.Itcomprehensivelyappliesadvancedmathematics,physics,inorganicchemistry,analyticalchemistry,organicchemistry,physicalchemistry,structuralchemistry,optics,electronicsandothermulti-disciplinarybasicknowledge,eachphysicalquantityisassociatedwiththenature,contentandstructureofmatter,toachievethepurposeofqualitative,quantitativeandstructuralanalysisofsubstances.InstrumentalAnalysisisacompulsoryprofessionalandtechnicalBasicCourseforappliedchemistrymajor,animportantmodernanalysismethodforstudyingmaterialcompositionandstructuralinformation,andaprofessionaltechnologythatappliedchemistrymajormustmasterinscientificresearchandproduction.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciples,measurementmethods,instrumentstructureandoperationtechnologyofmoderninstrumentanalysismethods,andinitiallyhastheabilitytoapplymoderninstrumentalanalysismethodstosolvetheproblemsrelatedtothecomposition,structureandrelatedperformanceanalysisofchemicalproductsandmaterials.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握儀器分析的基本概念、方法、原理及應(yīng)用是5.12M2目標(biāo)2：了解常用的儀器分析方法及儀器是5.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點難點：儀器分析方法的分類、特點及應(yīng)用M1,M22講授、討論//2第二章第二章光學(xué)分析法導(dǎo)論電磁輻射的基本特征。電磁波譜區(qū)域的劃分及其相應(yīng)的光學(xué)分析方法。光學(xué)光譜分類概述。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)3第三章第三章紫外-可見吸收光譜法本章重點難點：吸收光譜、光吸收基本定律、摩爾吸光系數(shù)及其影響因素。定量分析的條件及測定方法。各類有機化合物的紫外光譜特征、影響因素。簡單不飽和有機化合物最大吸收波長的計算及應(yīng)用。////43.13.1有機化合物的電子光譜電子躍遷類型及吸收帶。電子躍遷與吸收波長的關(guān)系。物質(zhì)對光的選擇性吸收，光與顏色之間的互補關(guān)系，吸收光譜。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)53.23.2光吸收基本定律朗伯-比耳定律，吸光系數(shù)，摩爾吸光系數(shù)及其與定量測定靈敏度的關(guān)系，摩爾吸光系數(shù)的計算，吸光度的加和性。朗伯-比耳定律的使用條件及偏離原因。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)63.33.3紫外-可見光譜儀器光源，單色器，吸收池，檢測系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)73.43.4定量測定的條件選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇。儀器測量條件的選擇。入射光波長選擇。參比溶液作用與選擇。吸光度讀數(shù)范圍及光度分析誤差。干擾及其消除。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)83.53.5定量分析的測定方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法。雙波長法、多組份同時測定、雙波長分光光度法、導(dǎo)數(shù)光譜法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)93.63.6各類有機化合物的紫外光譜K帶、R帶和B帶及其各帶的特點。紅移，藍移和生色團、助色團。各類有機化合物的電子光譜特征。M11講授/討論1自學(xué)作業(yè)103.73.7影響紫外吸收峰位移的因素共軛效應(yīng)，取代基效應(yīng)，溶劑效應(yīng)，空間效應(yīng)。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)113.83.8不飽和有機化合物最大吸收波長的計算規(guī)則鏈狀共軛烯烴、單環(huán)共軛烯烴、稠環(huán)共軛烯烴等。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)123.93.9紫外-可見光譜法的應(yīng)用定性分析，氫鍵強度計算，摩爾質(zhì)量測定，平衡常數(shù)的測定，官能團推斷，定量測定。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)13第四章第四章紅外光譜法本章重點難點：紅外吸收光譜的基本原理。各類有機化合物的特征吸收峰及特征峰位移的影響因素。紅外光譜圖解析。////144.14.1紅外吸收光譜的基本原理雙原子分子振動頻率。多原子分子的振動光譜：振動類型；多原子分子的振動光譜：振動類型；振動自由度與峰數(shù)；基頻峰、倍頻峰、組頻峰、相關(guān)峰。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)154.24.2影響特征峰位移的因素誘導(dǎo)效應(yīng)，共軛效應(yīng)，氫鍵效應(yīng)和溶劑的影響。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)164.34.3各類有機化合物的特征吸收峰烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、羥基化合物（醇和酚）、醚、羰基化合物（酮、醛、酸、酯）的主要吸收峰特征。M12講授/討論2自學(xué)/作業(yè)174.44.4譜圖解析官能團與指紋區(qū)。不飽和度計算。譜圖解析的一般程序及示例。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)184.54.5儀器裝置光源，單色器，檢測器。傅里葉變換紅外光譜儀。制樣方法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)19第五章第五章原子發(fā)射光譜法本章重點難點：原子發(fā)射光譜法基本原理。元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。發(fā)射光譜定性與定量分析。////205.15.1原子發(fā)射光譜法基本原理原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生（基態(tài)原子、激發(fā)態(tài)原子、激發(fā)電位、電離電位），原子線、離子線，共振線、主共振線，靈敏線、分析線，自吸現(xiàn)象。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)215.25.2元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)225.35.3發(fā)射光譜分析儀器光源（電弧、電火花、等離子體、激光），光譜儀。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)235.45.4.發(fā)射光譜定性分析與定量分析靈敏線、最靈敏線、最后線、分析線。分析線的選擇。指定成份分析，全分析。靈敏度標(biāo)記。定量分析。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)24第六章第六章原子吸收光譜法本章重點難點：基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系及其影響原子吸收的因素。峰值吸收測量及其影響因素。原子吸收定量分析的干擾及其抑制。////256.16.1原子吸收光譜法的分析過程和特點原子吸收光譜法的分析過程和特點M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)266.26.2原子吸收光譜法基本原理基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度、原子總數(shù)的關(guān)系,玻爾茲曼方程式。吸收線輪廓和譜線寬度。共振線，中心頻率與半寬度。譜線變寬的原因。峰值吸收。峰值吸收測量的條件。峰值吸收與基態(tài)原子數(shù)、被測元素濃度的關(guān)系。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)276.36.3定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法，標(biāo)準(zhǔn)加入法（一次標(biāo)加和連續(xù)標(biāo)加）。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)286.46.4原子吸收分光光度計銳線光源。火焰原子化器。石墨爐原子化器。冷原子化和加熱原子化裝置。單色器與檢測顯示系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)296.56.5干擾及其抑制光譜干擾，物理干擾，分子吸收干擾，化學(xué)干擾。消電離劑，釋放劑，保護劑。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)306.66.6儀器參數(shù)的選擇分析線、燈電流、火焰類型、燃燒器高度、狹縫寬度等的選擇。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)316.76.7原子吸收光譜法的靈敏度和檢測限原子吸收光譜法的靈敏度（特征濃度和特征質(zhì)量），檢測限M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)32第七章第七章電化學(xué)分析法導(dǎo)論化學(xué)電池與電極基本知識；電化學(xué)分析法的范疇、分類及應(yīng)用。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)33第八章第八章電位分析法本章重點難點：電位學(xué)分析法的基本原理、影響因素；離子選擇性電極的測量原理及其分析技術(shù)；電位分析的誤差及其抑制措施。////348.18.1基本原理電極電位、電池電動勢與離子濃度的關(guān)系-Nernst方程；實驗裝置；實驗特點。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)358.28.2離子選擇性電極離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)及分類；膜電位的產(chǎn)生機理及其與離子活度的關(guān)系；pH電極的構(gòu)造、響應(yīng)機理、特點、校正及使用方法；離子選擇性電極的選擇性系數(shù)。M1,M22講授/討論2自學(xué)/作業(yè)368.38.3電位分析的測定方法直接電位分析法：直接比較法；標(biāo)準(zhǔn)曲線法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；直接電位法測定的影響因素。電位滴定法：電位滴定法的特點；電位滴定裝置與滴定曲線；滴定終點的確定方式。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)37第九章第九章極譜和伏安分析法本章重點難點：極譜定量分析基礎(chǔ)-尤考維奇方程式、影響因素及其干擾電流的消除。循環(huán)伏安法。////389.19.1基本原理極譜裝置與測定過程。滴汞電極的優(yōu)、缺點。電解液內(nèi)電荷的傳遞方式。極譜分析條件的選擇。極譜波（殘余電流，擴散電流，極限擴散電流，半波電位）M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)399.29.2極譜定量分析基礎(chǔ)尤考維奇擴散電流方程式。影響擴散電流的因素：毛細管常數(shù)、滴汞電極電位、溶液溫度、溶液組分與擴散系數(shù)。干擾電流（殘余電流、遷移電流、極大，氧波、氫波）及其消除方法。底液的選擇。M12講授/討論2自學(xué)/作業(yè)409.39.3新的極譜分析法簡介溶出伏安法。循環(huán)伏安法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)41第十章第十章氣相色譜分析法本章重點難點：色譜圖，色譜分離原理，塔板理論，速率理論，分離度。氣相色譜儀的基本構(gòu)造，氣相色譜固定相，氣相色譜檢測器，氣相色譜法分離及操作條件的選擇。////4210.110.1色譜分析法概述色譜的發(fā)展、定義、分類、特點和應(yīng)用。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4310.210.2色譜圖及常用術(shù)語色譜圖（流出曲線），基線、峰高、區(qū)域?qū)挾?、保留時間、死時間、調(diào)整保留時間、保留體積、死體積、調(diào)整保留體積、相對保留值、分配系數(shù)、分配比。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4410.310.3色譜法基本理論塔板理論，速率理論，影響柱效的因素。分離度的定義和公式。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4510.410.4氣相色譜儀載氣系統(tǒng)，進樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4610.510.5氣相色譜固定相固定相，固定液，固定液的基本要求和選擇原則。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4710.610.6氣相色譜檢測器檢測器的分類，熱導(dǎo)檢測器、氫火焰離子化檢測器。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4810.710.7氣相色譜條件的選擇固定相的選擇，柱長和柱徑的選擇，載氣和流速的選擇，柱溫的選擇，進樣條件的選擇，檢測器的選擇。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4910.810.8氣相色譜的定性和定量分析定性分析：純物質(zhì)對照定性，相對保留值定性；定量分析：相對校正因子，歸一化法，內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1考勤隨機點名、刷卡點名等5%2課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%3在線測試?yán)迷普n堂平臺每周發(fā)布當(dāng)周主要知識點測試題，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)知識。10%4平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對儀器分析基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要為簡答論述和計算題。10%5大作業(yè)1.本課程要求利用所學(xué)儀器分析方法解決實際問題，為生產(chǎn)實際遇到的分析問題提供分析方案。2.根據(jù)方法選擇的合理性和分析方案的準(zhǔn)確性評分。20%6期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對儀器分析方法基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、簡答題、譜圖解析題、計算題等。50%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1考勤5%A-全勤，無遲到早退。B-全勤或有故缺勤數(shù)小于3次，遲到早退小于3次。C-全勤或有故缺勤小于5次，遲到早退小于5次。D-無故缺勤或有故缺勤大于5次，遲到早退大于5次。2M1課堂表現(xiàn)5%按答題和討論情況進行評分，計分標(biāo)準(zhǔn)如下：對于普通答題，所有學(xué)生都要參加：題目作答正確且迅速（前30名）計1.2分，題目作答正確但耗時較長計1.0分，題目作答錯誤計0.3分，題目未作答計0.0分；對于點答和搶答題：點到或搶到題目的學(xué)生作答正確計1.0分，作答錯誤計0.0分；對于討論題目：參與討論即計1.0分。最終每個學(xué)生課堂表現(xiàn)得分=該生答題總分/最高答題總分×100。3M1在線測試10%A-按時完成測試，基本準(zhǔn)確無誤。B-按時完成測試，存在少量錯誤。C-偶爾未按時完成測試，或測試結(jié)果存在較多錯誤。D-經(jīng)常不按時完成測試，且存在大量錯誤。4M1平時作業(yè)10%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)基本準(zhǔn)確無誤。B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。C-偶爾未按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在較多錯誤。D-經(jīng)常不按時提交作業(yè)，且作業(yè)存在大量錯誤。5M1大作業(yè)20%A-論文綜述全面，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強，文字表達準(zhǔn)確流暢；課件制作質(zhì)量優(yōu)，講解清楚；回答問題準(zhǔn)確。B-論文綜述比較全面，結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯性較好，文字表達準(zhǔn)確通順；課件制作質(zhì)量良，講解較清楚；回答問題基本準(zhǔn)確。C-論文綜述不夠全面，結(jié)構(gòu)存在不合理之處，有一定的邏輯，文字表達基本清楚；課件制作質(zhì)量中，講解有不清楚之處；回答問題存在少量錯誤。D-論文綜述嚴(yán)重片面，結(jié)構(gòu)不合理，邏輯性差，文字表達不清楚；課件制作質(zhì)量差，講解混亂；回答問題存在大量錯誤。6M1期末考試50%評分標(biāo)準(zhǔn)參考試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)。7M2考勤5%A-全勤，無遲到早退。B-全勤或有故缺勤數(shù)小于3次，遲到早退小于3次。C-全勤或有故缺勤小于5次，遲到早退小于5次。D-無故缺勤或有故缺勤大于5次，遲到早退大于5次。8M2課堂表現(xiàn)5%按答題和討論情況進行評分，計分標(biāo)準(zhǔn)如下：對于普通答題，所有學(xué)生都要參加：題目作答正確且迅速（前30名）計1.2分，題目