|
仪器分析
一、说明
（一）课程性质
化学工程与工艺专业（学分制学生）限选课。
（二）教学目的
《仪器分析》是化学系化学教育专业的必修课程之一，是测定物质化学组成、状态、结构和进行科学研究及质量监控的重要手段。通过本课程的学习，应使学生对仪器分析这一领域有较全面的认识，要求学生基本掌握常用仪器分析方法的基本原理、仪器构造、特点、及其一些应用，并了解仪器分析发展的新方向及新动向。换句话说，要求学生在解决实际问题时，初步具有根据分析的目的、要求和各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择适宜的分析方法与测定方法或手段以解决分析化学问题的能力。
（二）教学内容
教学内容主要包括：色谱分析法（气相色谱法和液相色谱法）、电化学分析法（电位分析法、伏安分析法和库仑分析法）、光学分析法（原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱法）、质谱分析。其中每种仪器分析方法的基本原理、定性、定量分析方法为本课程的重点内容。
（四）教学时数
32学时。
（五）教学方式
以课堂讲授为主要教学方式。建议采用多媒体手段教学。
二、本文
第一章 绪论
教学要点：
通过本章的教学，使学生初步了解仪器分析的内容和分类，仪器分析方法的特点和局限性及仪器分析在科学研究中的应用和仪器分析的发展局势。
教学时数：1学时
教学内容：
第一节 仪器分析的内容和分类
1. 光学分析法 2. 电化学分析法 3. 色谱分析法 4. 其它仪器分析法
第二节 仪器分析方法的特点和局限性
1. 仪器分析方法的特点 2. 仪器分析方法的局限性
第三节 仪器分析在科学研究中的应用
第四节 仪器分析的发展趋势
考核要求：
要求学生掌握仪器分析方法的分类、特点及局限性。
第二章 气相色谱分析
教学要点：
通过本章教学，了解色谱法的分类、色谱流出曲线和有关术语，理解分离度的含义。使学生掌握气相色谱法的基本原理，了解气相色谱仪的构造及色谱操作条件的选择，重点掌握气相色谱定性定量分析方法。
教学时数：5学时
教学内容：
第一节 色谱法概述
1. 色谱法分类、特点 2. 色谱流出曲线和有关术语
第二节 气相色谱法的流程和气相色谱仪及其部件
1. 气相色谱法的流程 2. 气相色谱仪 3. 气相色谱检测器
第三节 气相色谱法基本理论
第四节 分离度
1. 分离度 2 气相色谱操作条件的选择
第五节 气相色谱固定相
第六节 气相色谱流动相
第七节 气相色谱定性、定量分析方法
1. 定性分析
1) 保留值 2) 相对保留值 3) 保留指数 4) 经验规律 5) 与其它方法联用
2. 定量分析
1) 归一化法 2) 外标工作曲线法 3) 内标法
第八节 毛细管柱气相色谱法
考核要求：
要求学生了解色谱法的分类、色谱流出曲线和有关术语并能进行相关计算，掌握气相色谱法的基本原理，重点掌握气相色谱定性分析方法，定量分析方法中掌握校正因子、归一化法及内标法的计算。
第三章 高效液相色谱
教学要点：
通过本章教学，使学生掌握液相色谱法的基本原理，了解液相色谱仪的构造，液相色谱法的分类。重点掌握液相色谱分析方法的选择。
教学时数：2学时
教学内容：
第一节 高效液相色谱的特点
第二节 高效液相色谱仪及其组件
第三节 高效液相色谱法的类型及其分离原理
1. 液固色谱 2. 液液色谱 3. 键合相色谱 4. 离子交换色谱
5. 离子对色谱 6. 空间排阻色谱
第四节 影响色谱峰扩展及色谱分离的因素
第五节 液相色谱固定相
第六节 液相色谱流动相
第七节 色谱方法的选择
1. 分子量 2. 溶解度 3. 化学结构
考核要求：
要求学生掌握液相色谱法的基本原理，液相色谱法的分类。重点掌握液相色谱分析方法的选择。
第四章 电位分析法
教学要点：
通过本章的教学，使学生基本掌握电化学分析法的基本内容，了解原电池和电解池的区别。使学生掌握电位分析法的基本原理，加深理解电极电位与浓度之间的关系。掌握溶液pH值的测定方法、测定离子活度的方法。了解电位分析仪的基本构造。
教学时数：4学时
教学内容：
第一节 电化学分析法概述
第二节 电位分析法基本原理
1. 电位分析法概述 2. 电极电位与浓度的关系
第三节 溶液pH值的测定
1. 玻璃电极的响应机理 2. pH值的测定方法
第四节 离子选择电极与膜电位
第五节 离子选择电极的选择性
第六节 离子选择电极的种类与性能
第七节 测定离子活（浓）度的方法
1. 工作曲线法 2 标准加入法 3 格式作图法
第八节 影响测定的因素
第九节 离子计
第十节 离子选择性电极的特点和应用
1. 离子选择性电极的特点 2. 离子选择性电极的应用
第十一节 电位滴定法
第十二节 电位滴定法的应用和指示电极的选择
考核要求：
要求学生重点掌握电位分析法的基本原理，掌握溶液pH值的计算方法、运用工作曲线法和标准加入法进行离子活度的计算。
第五章 伏安分析法
教学要点：
通过本章教学，使学生掌握伏安分析法的基本原理，扩散电流议方程式及其影响因素，影响半波电位的因素。着重掌握极谱定量分析方法。使学生了解现代极谱新技术的原理及特点。
教学时数：4学时
教学内容：
第一节 伏安法基本原理
1. 伏安法和极谱法 2. 极谱装置 3. 电解条件的特殊性
4. 极谱波（i-v曲线）的形成过程 5. 伏安分析法特点
第二节 扩散电流
1. 扩散电流公式 2. 影响扩散电流因素
第三节 半波电位
1. 半波电位－极谱定性分析的原理 2. 影响半波电位的因素
第四节 干扰电流及其消除方法
1. 残余电流 2. 迁移电流 3. 极谱极大 4. 氧波、氢波和叠波
第五节 极谱波方程式
第六节 极谱定量分析
1. 极谱波高的测定方法
1) 平行线法 2) 三切线法
2. 极谱定量分析方法
1) 标准曲线法 2) 直接比较法 3) 标准加入法
第七节 极谱催化波
1. 平行催化波 2. 氢催化波 3. 络合物吸附波
第八节 线性扫描伏安法和循环伏安法
1. 单扫描示波极谱法 2. 循环伏安法 3. 溶出伏安法
第九节 方波、脉冲极谱法及安培滴定
第十节 电化学分析法的新方法
考核要求：
要求学生掌握伏安分析法的基本原理，扩散电流方程式是各因素的计算，影响半波电位的因素。运用极谱定量分析方法即工作曲线法、比较法和标准加入法进行相关计算。
第六章 库仑分析法
教学要点：
通过本章的教学，使学生掌握电解和库仑分析法的基本原理，了解电解时离子的析出次序及完全程度。着重掌握法拉弟电解定律，恒电流库仑滴定。
教学时数：3学时
教学内容：
第一节 电解和库仑分析法基本原理
1. 法拉第定律 2. 分解电压和过电位
第二节 控制电位电解法
1. 原理 2.电解时仑分析离子的析出次序及完全程度
第三节 控制电位库仑分析法
第四节 恒电流库仑分析法（库仑滴定）
第五节 库仑滴定的特点及应用
考核要求：
要求学生掌握电解和库仑分析法的基本原理、电解时离子的析出次序及完全程度的计算过程。
第七章 原子发射光谱法
教学要点：
通过本章的教学使学生初步了解光学分析法的内容、分类、方法特点。使学生理解原子光谱与分子光谱的区别。使学生掌握原子发射光谱分析法的基本原理，了解原子发射光谱仪的构造，着重掌握原子发射光谱分析方法，包括定性分析、定量分析、半定量分析。
教学时数：4学时
教学内容：
第一节 光学分析法的概述
第二节 原子发射光谱法基本原理
1. 原子光谱的产生 2. 光谱特性与原子结构
第三节 原子发射光谱仪
1. 光源 2. 分光器 3. 检测器
第四节 光谱定性分析
第五节 光谱半定量分析
第六节 光谱定量分析
1. 赛柏-罗马钦公式 2. 内标法
考核要求：
要求学生掌握原子发射光谱分析法的基本原理，重点掌握原子发射光谱分析方法，包括定性分析、定量分析、半定量分析。并能熟练的进行工作曲线法和内标法的计算。
第八章 原子吸收光谱分析
教学要点：
通过本章的教学使学生掌握原子吸收光谱分析法的基本原理，了解原子吸收光谱仪的构造，重点掌握原子吸收分光光度定量分析方法。
教学时数：4学时
教学内容：
第一节 原子吸收光谱分析概述
1. 原子吸收光谱法概述 2. 原子吸收光谱法的特点和应用
第二节 原子吸收光谱分析法的基本原理
1. 光谱的产生 2. 谱线轮廓，吸收定律 3. 峰值吸收系数及其测量
第三节 原子吸收光谱仪
1. 光源 2. 火焰原子化器 3. 石墨炉原子化器 4. 单色仪及检测系统
第四节 干扰及其抑制
1. 光谱干扰 2. 物理干扰 3. 化学干扰
第五节 定量分析方法
1. 分析条件的选择
2. 定量分析方法 1) 标准曲线法 2) 标准加入法 3) 紧密内插法
第六节 灵敏度、特征浓度及检出限
第七节 原子荧光学谱法
考核要求：
要求学生掌握原子吸收光谱分析法的基本原理，重点掌握原子吸收分光光度定量分析方法中工作曲线法和标准加入法的计算。
第九章 紫外吸收光谱分析
教学要点：
通过本章的教学，使学生理解紫外-可见吸收光谱的产生，了解紫外-可见吸收光谱法的定性分析和定量分析方法及其应用。
教学时数：1学时
教学内容：
第一节 分子吸收光谱
第二节 有机化合物的紫外吸收光谱
第三节 无机化合物的紫外及可见光吸收光谱
第四节 溶剂对紫外吸收光谱的影响
第五节 紫外及可见光分光光度计
第六节 紫外吸收光谱的应用
考核要求：
要求学生理解紫外-可见吸收光谱的产生、掌握紫外-可见吸收光谱法的定性分析和定量分析方法及其应用。
第十章 红外吸收光谱分析
教学要点：
通过本章的教学，使学生理解红外光谱产生的条件、红外光谱与分子结构的关系以及环境因素的影响；了解重要官能团及典型有机化合物的特征吸收频率、红外光谱定性分析、定量分析方法。
教学时数：2学时
教学内容：
第一节 红外光谱产生的条件
第二节 红外光谱的特征性，基团频率
第三节 红外光谱定性分析
第四节 红外光谱定量分析
考核要求：
要求学生理解红外光谱产生的条件、红外光谱与分子结构的关系以及环境因素的影响；掌握重要官能团及典型有机化合物的特征吸收频率、红外光谱定性分析、定量分析方法。
第十一章 核磁共振波谱分析
教学要点：
通过本章的教学，使学生理解核磁共振波谱法的基本原理及仪器主要部件的功能；理解化学位移产生的原因及影响因素；了解利用核磁共振波谱能正确解析一般化合物结构。
教学时数：1学时
教学内容：
第一节 核磁共振原理
第二节 核磁共振波谱议
第三节 化学位移和核磁共振图谱
第四节 图谱解析
考核要求：
要求学生理解核磁共振波谱法的基本原理及仪器主要部件的功能；理解化学位移产生的原因及影响因素；了解利用核磁共振波谱能正确解析一般化合物结构。
第十二章 质谱分析
教学要点：
通过本章的教学，使学生理解质谱法原理及质谱仪主要部件功能；了解质谱定性分析及图谱解析、定量分析方法。
教学时数：1学时
教学内容：
第一节 质谱分析概述
第二节 质谱仪器原理
第三节 质谱定性分析及图谱解析
第四节 质谱定量分析
考核要求：
要求学生理解质谱法原理及质谱仪主要部件功能；了解质谱定性分析及图谱解析、定量分析方法。
三、参考书目
1、朱明华编，《仪器分析》(第三版)（面向21世纪课程教材），高等教育出版社，2000.7。
2、李启隆等编，《仪器分析》(第一版)，北京师范大学出版社，1991.9。
3、武汉大学《仪器分析习题精解》编委会编著，《仪器分析习题精解》，科学出版社，1999.8。
4、武汉大学化学系分析化学教研室编，《分析化学例题与习题》，高等教育出版社，1999.6。
5、方惠群，于俊生，史坚编著，《仪器分析》（21世纪高等院校教材），科学出版社，2002.2。
6、K. A. Rubinson, J. F. Rubinson, Contemporary Instrumental Analysis, Academic Press（Beijing）, 2003.1
7、 David Harvey, Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill, Inter. Ed., Singapore, 2000
大纲下载 |
