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1、东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,仪 器 分 析,分析化学（下） 东北师范大学精品课,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,主要参考书： 1仪器分析 武汉大学化学系编 高等教育出版社 2仪器分析（第三版） 朱明华编 高等教育出版社 3仪器分析习题精解 武汉大学“仪器分析习题精解”编委会编著 科学出版社 4分析化学例题与习题定量化学分析及仪器分析 武汉大学化学系分析化学教研室编 高等教育出版社 5、仪器分析 赵藻藩等编 高等教育出版社 6、分析化学（仪器分析部分） 林树昌编 高等教育出版社 7、仪器分析教程 北京大学化学系仪器分析教学组编 北京大学出版社,东 北
2、师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,第一章 绪论 第二章 电分析化学导论 第三章 电位分析法 第四章 极谱分析法 第五章 色谱分析法 期中考试（占20） 第六章 光学分析法导论 第七章 原子发射光谱法,第八章 原子吸收光谱法 第九章 紫外吸收光谱法 第十章 红外吸收光谱法 第十一章 分子荧光光谱法 期末考试（占70） 平时成绩（10，包括作业和考勤，每缺一次扣1分）,课程安排,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,第一章 绪论 第一节 仪器分析简介,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,一、 分析化学是做什么的？ 上个世纪80年代，美国Analytical
3、Chemistry主编Laitinen的定义：分析化学是研究物质组成的分析方法及其原理，是化学表征与测量的科学（Analytical chemistry is a science of measurement and characterization)。 1）定性分析:是什么？ 目标物质的原子、分子或功能基团组成信息； 2） 定量分析: 有多少？目标物质的数量信息； 3）结构与形貌分析：什么样？晶体的空间结构，有机物的分子结构，粒子的大小，表面形貌等（如IR, MS, NMR, TEM, SEM),东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,二、 分析化学分类 化学分析法：以待测物质能
4、够发生特定的化学反应为基础(又称经典分析法） 如各种滴定分析，重量分析等。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课, 物理分析法：以待测物质的物理性质或物理化学性质为基础，又称仪器分析法。,2000年，美国印第安纳大学教授Hieftje对分析化学的新定义：Analytical chemistry is a Science of instrumentation and measurement.,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,三、 化学分析与仪器分析方法的一些差异：,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,四、 仪器分析方法分类,根据测量原理和信号特点
5、，仪器分析方法大致分为光、 电色及其它分析方法四大类,光学分析法：测量信号为电磁辐射。,以是否有能级跃迁分为,光谱法，如AES、AAS、UVvis、IR,非光谱法，如折射，干涉，衍射，偏振,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,电学分析法：测量信号为物质在溶液中的电化学性质。,表征物质电化学性质的参数,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,色谱法：根据两种物质在两相（流动相和固定相）中的分配比的差异进行分离和分析的方法。,本书只介绍气相色谱和液相色谱,其它分析方法：如质谱、热重量分析法、放射分析法等,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,阶段一：20世
6、纪初，分析化学的四大溶液反应平衡理论的建立，使分析化学从技术变成科学。,阶段二：40年代以后物理学、电子学的发展使仪器分析大发展。,五、 分析化学的发展 分析化学分发展经历了三个阶段或三次变革,阶段三：80年代以后电子计算机应用到分析化学领域，自动化、智能化、网络化、微型化,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,六、 部分与分析化学有关的诺贝尔奖,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,第二节 仪器分析方法的评价指标,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,一、精密度（Precision） 是指使用同一方法对同一试样进行多次测定所得结果的 一致程度。,相对
7、标准偏差(Relative standard deviation, RSD),标准偏差(Standard deviation)，S,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,二、准确度（Accuracy） 试样测量值和真实值（或标准值）相符合的程度。,相对误差，Er,Er(x m)/ m100,其中，x为测量值，m为真实值（标准值）,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,三、标准曲线（校正曲线/工作曲线Calibration curve，Working curve） 是被测物质的浓度或含量与仪器的响应信号之间的关系曲线。,标准曲线的绘制,具体做法： 配制一系列标准：准确
8、配制已知待测物浓度的系列: x0(空白)，x1，x2，x3，x4 xn ；（这些溶液称为标准溶液，或称标样） 测定仪器响应信号：通过仪器分别测量以上各待测物的响应值S0，S1，S2，S3，S4Sn； 以浓度c对响应信号S作图得到标准曲线；,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,只有线性范围部分在定量分析中有用！,标准曲线的直线部分所对应的被测物质的浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围(Linear range)。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,在所有可测量的浓度范围内都是直线 理想情况！,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,标准曲线直线部
9、分方程表达式（y= a + bx)的求解方法 作图法：在坐标纸上画图，求截距和斜率 一元线性回归法： 求解方法：令直线的表达式为y= a + bx，根据一元线性回归方法可 求解斜率,（回归系数）,其中：,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,注意：采用一元线性回归的方法，可对任意一组数据处理，得到一直线的方程！,例如：,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,相关系数r（Correlation coefficient)：用来表征被测物质的浓度或含量与其响应信号值之间线性关系好坏的程度。,r = -1.0000+1.0000 r1，所有的y值都在回归线上； r0，y与x
10、之间完全不存在线性关系； 0|r|1，y与x之间存在相关关系; |r|越接近1，则y与x之间的线性关系就越好。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,定量分析的一般步骤： （1）绘制标准曲线：是定量分析的第一步，即首先建立方法的测量信号与待测物质的浓度之间的定量关系。 （2）在相同实验条件下测量待测物质所产生的仪器相应信号。 待测物质通常称为样品（试样，Sample），溶液形式又叫试液 （3）在标准曲线上查的待测物质的浓度或通过标准曲线的方程计算样品的浓度或含量。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,注意几个问题 （1）标样和试样的配置方法，溶液组成应当尽量接近
11、（2）试样的测量必须在标准曲线的直线范围内，不能超出 （3）标准曲线的线性范围的大小可以作为评价一种仪器分析方法优劣的参考标准。 （4）在实际测量的时候，标准的配置方法可以是多点，三点，二点甚至一个点,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,四、灵敏度（ Sensitivity ） 从标准曲线可以得到方法的灵敏度，就是直线的斜率；含义是表示物质单位浓度(或单位质量）的变化引起仪器响应信号变化的程度。 用S表示,S 或 S,S值越大，方法的灵敏度越高。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,五、检出限（ Detection limit, D） 某一方法在给定的置信水平水
12、平上可以检测到的待测物质的最小质量或浓度，称为检出限。,具体地说：检出限就是一个最小的检出浓度（或含量），待测物质在这个 浓度（或含量）时所对应的仪器响应信号（最小检出信号）应该和空白溶液的响应信号有显著地区别。,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,对于光学分析方法，最小检出信号XL的求法,根据方法的标准曲线的斜率，也就是灵敏度可求D,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,例题1：用光度法测量某物质时，为制作标准曲线，配置了一系列浓度分别为0，0.9，2.0， 3.1，4.1（ppm)的标准溶液，测得相应吸光度分别为0.05，0.15，0.24，0.33，0.42
13、，试写出该标准曲线的一元线性回归方程并求出相关系数。,解：以A表示吸光度，以C表示浓度，求出A和C的平均值。 A0.238，C2.02 根据公式可求回归系数b0.0883，截距a0.0596 回归方程：A0.05960.0883C 相关系数r0.9986,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课,例题2：用光度法测量铁时，为确定方法的检出限测量了以下几组数据：空白信号（相对单位）为5.6，5.8，6.2，5.2，5.3，5.6，5.7，5.6，5.9，5.6，5.7；10 ng/mL的铁标准溶液信号（相对单位）为10.6，10.8，10.6。试计算该方法测定铁的检出限。 解： Sb计算可得0.268，关键是求灵敏度值S！ 空白信号平均值Xb5.65表示当铁离子浓度为0时对应的仪器的分析信号；而当铁离子浓度为10 ng/mL时对应的仪器的分析信号的平均值为10.67，两点确定一条直线，可求标准曲线的斜率，即方法的灵敏度值S（10.67-5.65）/（10-0）0.502，代入上式可求D1.604 ng/mL。,