儀器分析法課件

儀器分析ModernInstrumentalAnalysis河北農(nóng)業(yè)大學理學院化學系李敬慈儀器分析序言一、儀器分析的三個重要環(huán)節(jié)掌握儀器分析的基本原理了解儀器的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，學會一些儀器的使用掌握各種方法的定性、定量及結(jié)構(gòu)分析二、內(nèi)容多，學時少，講的快三、結(jié)業(yè)成績——作業(yè)、聽課、考試參考書《儀器分析》趙藻藩等（武漢大學）高教出版社《儀器分析》朱明華高教出版社《分析化學》林樹昌曾泳淮高教出版社《分析化學手冊》化學工業(yè)出版社十分冊第一分冊—基礎知識與安全知識第二分冊—化學分析

第三分冊—光譜分析第四分冊—電化學分析第五分冊—氣相色譜分析第六分冊—液相色譜分析第七分冊—核磁共振波譜第八分冊—熱分析

第九分冊—質(zhì)譜分析第十分冊—化學計量學第一章緒論什么是儀器分析儀器分析的特點儀器分析的分類儀器分析的一般過程儀器分析的應用及前景展望定量分析方法的評價指標一、什么是儀器分析？儀器分析以物質(zhì)的某些物理或物理化學性質(zhì)（光、電、熱、磁等）為基礎，并借助于特殊的儀器，對待測物質(zhì)進行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析和動態(tài)分析的一類方法。

這些方法一般都有獨立的方法原理及理論基礎。鑒定物質(zhì)的組成利用儀器分析可測定組分的相對含量推測物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和存在形式二、儀器分析的特點靈敏度高選擇性高準確度高操作簡便，分析速度快，易于實現(xiàn)自動化樣品用量少價格一般來說比較昂貴分析化學化學分析法（常量分析）重量分析法滴定分析法儀器分析法（微量分析）光學分析法電化學分析法色譜分析法其他儀器分析法三、儀器分析分類按分析原理不同利用待測物質(zhì)的光學性質(zhì)進行分析測定的方法光譜法和非光譜法：

非光譜法—指通過測量電磁幅射的某些基本性質(zhì)（反射，折射，干射，衍射，偏振等）的變化建立的方法。

光譜法***—依據(jù)物質(zhì)對電磁輻射的吸收，發(fā)射和拉曼散射等作用而建立的光譜方法。這類方法比較多，是主要的光分析方法。1.光學分析法光譜法吸收光譜法發(fā)射光譜法分子吸收光譜法原子吸收光譜法**核磁共振波譜法*紫外和可見光譜法**紅外光譜法**分子發(fā)光分析法原子發(fā)射光譜法**原子熒光光譜法火焰光度分析法*熒光法**磷光法化學發(fā)光法2.電分析化學方法利用待測物質(zhì)的電化學性質(zhì)進行分析測定的方法根據(jù)測量的電信號不同,主要有五大類:

電導分析法

電位分析法電解分析法庫侖分析法伏安及極譜分析法。3.色譜分析法利用各待測組分在互不相溶的兩相中的吸附、分配、離子交換、排斥滲透等性質(zhì)方面的不同而進行分離和分析的方法。包括：氣相色譜法**、高效液相色譜法**、薄層色譜法和離子交換色譜法等。4.其它儀器分析方法利用熱學、力學、聲學、動力學等性質(zhì)進行測定分析的分析方法

包括：質(zhì)譜法、電泳法、熱分析法、放射分析法等四、儀器分析的一般過程選擇分析方法樣品的采集及預處理

共存組分分離樣品的信號產(chǎn)生信號檢測及信號加工處理數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理分析報告選擇分析方法：

方法的選擇十分重要：注意樣品的復雜程度，樣品量，含量范圍，所要求的準確度，精密度，測定速度等。只有掌握了有關分析方法的基本原理，適用范圍和局限性，才能正確的選擇分析方法。根據(jù)實驗條件，最好選擇國標、省標或企標。注意：采集樣品應具代表性，采樣量合理，對樣品妥善保存。氣體樣品采集——（易變）短時間內(nèi)多點采樣，采樣后立即分析。液體樣品采集——（均勻）不同深度、不同流量處采集樣品，混合均勻。固體試樣采集——（均勻性差）從不同區(qū)域、不同部位多點采樣。樣品：破碎、過篩、混勻、縮分。樣品的采集及預處理：“四分法”：樣品的預處理把試樣轉(zhuǎn)化為適合測定的形式，一般轉(zhuǎn)化為溶液。試樣的性質(zhì)不同，預處理的方法不同。無機物試樣——酸溶法、堿溶法、熔融法有機物試樣分解——干灰化法、濕消化法分析有機物生物樣品——溶劑萃取、揮發(fā)、蒸餾、水蒸氣蒸餾上機進行信號檢測得到樣品的信號，對信號加工處理，獲得測定結(jié)果或數(shù)據(jù)顯示，對數(shù)據(jù)處理并得到分析報告共存組分分離

復雜樣品中常含有多種組分，測定其中一個或幾個組分時，干擾組分用掩蔽劑消除，無合適掩蔽方法消除干擾，可用分離方法消除。分離——沉淀分離，萃取分離，離子交換和色譜分離等。

舉例說明頭發(fā)中鋅的測定—原子吸收光譜法氨基酸混合物的測定—氣相色譜法第二周1.光度法測定有色混合物Co、Cr第三周2.紫外光譜法測定飲料中的防腐劑第四周3.熒光光度分析法測定維生素B2

第七周4.紅外分光光度法測定苯甲酸等第八周5.火焰光度法測定土壤中K和Na第七周與第八周實驗對開實驗安排第九周6.原子吸收分光光度法測定毛發(fā)中的Zn、Cu第十一周7.氟離子選擇電極測定樣品中的微量氟第十二周8.H2SO4、H3PO4混合酸的電位滴定第十三周9.庫侖滴定法測定維生素C第十四周10.填充柱的制備、氣相色譜法柱效的測定及內(nèi)標法定量第十五周11.苯,萘,聯(lián)苯的HPLC分析及柱效的測定五、儀器分析的應用及發(fā)展概況1.儀器分析應用廣泛2.發(fā)展概況在光譜方面：引入等離子體、傅立葉變換、激光技術等，出現(xiàn)了一系列新儀器。電感耦合等離子體、傅里葉變換紅外光譜、等離子質(zhì)譜等在色譜方面：近年來發(fā)展了CE,超臨界流體色譜等和一些聯(lián)用技術：GC-MS,LC-MS,GC-FT-IR,CE-MS自動化智能化微型化六、定量分析方法的評價指標一般用精密度、準確度、檢出限、靈敏度、標準曲線的線性及線性范圍等項指標進行評價定量分析是儀器分析的一項重要任務，許多種儀器分析方法都可用在定量分析上。精密度精密度是指使用同一方法，對同一試樣進行多次所得結(jié)果的一致程度。常用測定結(jié)果的標準偏差s或相對標準偏差度量sr。準確度試樣含量的測定值與試樣含量的真實值（或標準值）相符合的程度稱為準確度。準確度常用相對誤差量度。

靈敏度物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應信號值變化的程度，稱為方法的靈敏度，用S表示。靈敏度也是標準曲線的斜率，斜率越大，方法的靈敏度越大。檢出限某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量，稱為這種方法對該物質(zhì)的檢出限。以濃度表示的稱為相對檢出限，以質(zhì)量表示的稱為絕對檢出限最小檢出信號分別為空白信號的平均值和標準偏差，k為系數(shù)，IUPAC建議取3。S為方法的靈敏度。方法的靈敏度越高，精密度越好，檢出限就越低。檢出限是方法靈敏度和精密度的綜合指標，它是評價儀器性能及分析方法的主要技術指標。檢出限標準曲線標準曲線—被測物質(zhì)的濃度或含量x與儀器響應信號y的關系曲線。線性范圍：標準曲線直線部分所對應被測物質(zhì)濃度或質(zhì)量的范圍。標準曲線的繪制用“一元線性回歸法”的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法來給出y與x的關系式y(tǒng)=a+bxyx標準溶液濃度：x1

x2

x3

x4

x5……響應信號：y1

y2

y3

y4

y5……線性回歸方程：y=a+bx從上式知：當x=0，y=a；x=x時，y=y。過（0，a）和（x