大學(xué)儀器分析教學(xué)概述省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

儀器分析主講教師：徐春秀Xiao_yu18@1/21第一章緒論?分析化學(xué)：研究取得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理論科學(xué)?；瘜W(xué)分析:利用化學(xué)反應(yīng)和它計(jì)量關(guān)系來確定被測(cè)物質(zhì)組成和含量一類分析方法。儀器分析：以物質(zhì)物理和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱等）為基礎(chǔ)建立起來一個(gè)分析方法。2/21分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜4/13/20243/21一．分析儀器

信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生能夠反應(yīng)待測(cè)物存在及濃度信號(hào)裝置，多半為離子或化合物本身。如AES中激發(fā)態(tài)原子檢測(cè)器：光電轉(zhuǎn)換器電位計(jì)信號(hào)處理：運(yùn)算放大輸出：統(tǒng)計(jì)儀、計(jì)算機(jī)4/21

二．儀器分析特點(diǎn)１．靈敏度２．分析速度快，效率高能夠一次分析樣品中各種元素信息；３．選擇性好；4．準(zhǔn)確度相對(duì)較低５％；5．普通儀器價(jià)格較貴，維修使用成本較高800MHzNMR~120萬美元。5/21三．分析方法選擇

當(dāng)代儀器分析方法快速發(fā)展，應(yīng)用相互交叉，要正確選擇一個(gè)分析方法需要對(duì)分析方法及分析對(duì)象有一個(gè)很好了解。?對(duì)樣品了解：１．準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度要求；２．可用樣品量；３．待測(cè)物濃度范圍；４．可能干擾；５．樣品基體物化性質(zhì)。6/21?對(duì)方法要求：１．精度絕對(duì)偏差、RSD（相對(duì)偏差）；２．誤差系統(tǒng)誤差、相對(duì)誤差；３．靈敏度校正曲線靈敏度、分析靈敏度；４．檢出限З(RSN)blank；５．濃度范圍定量限于線性檢測(cè)線；６．選擇性選擇性系數(shù)。7/21

其它方法學(xué)特征：１．分析速度；２．易操作性；３．操作者熟練程度要求；４．儀器成本；５．每個(gè)樣品分析成本；６．環(huán)境代價(jià)。8/21四．怎樣學(xué)習(xí)儀器分析

?掌握方法基本原理，了解方法可提供信息?了解儀器結(jié)構(gòu)，方框圖?掌握分析步驟和數(shù)據(jù)處理方法9/21五.定量分析方法評(píng)價(jià)指標(biāo)（一）標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)曲線又稱工作曲線。如吸光光度法，在繪制時(shí)，首先在一定條件下配制一系列含有不一樣已知濃度吸光物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在確定波長(zhǎng)和光程等條件下，分別測(cè)量系列溶液吸光度，繪制A-c曲線，從而得到一條經(jīng)過原點(diǎn)直線，即標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)需要對(duì)某未知液濃度cx進(jìn)行測(cè)定時(shí)，只需要在相同條件下測(cè)得未知液吸光度Ax，就可由cx=Ax/εb計(jì)算得出或直接在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得cx。在實(shí)際操作中，應(yīng)注意調(diào)整cx大小，使其對(duì)應(yīng)Ax處于標(biāo)準(zhǔn)曲線直線范圍（線性范圍）之內(nèi)。10/211.標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍標(biāo)準(zhǔn)曲線直線部分所對(duì)應(yīng)被測(cè)物質(zhì)濃度（或含量）范圍稱為該方法線性范圍。11/212.標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列濃度（或含量）和其相對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)信號(hào)測(cè)量值來繪制。如濃度（或含量）分別為x1,x2…xn，其對(duì)應(yīng)信號(hào)測(cè)量值分別為y1,y2…yn，用簡(jiǎn)單方法極難繪制出能準(zhǔn)確反應(yīng)y與x之間關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線。通常，用“一元線性回歸法”來給出y與x關(guān)系式y(tǒng)=a+bx（1-1）式中其中式(1-1)稱為一元線性回歸方程，b稱為回歸系數(shù)，即回歸直線斜率，a為截距。12/213.相關(guān)系數(shù)r當(dāng)兩個(gè)變量之間直線關(guān)系不夠嚴(yán)格，數(shù)據(jù)偏離較嚴(yán)重時(shí)，即使也能夠求得一條回歸線，不過，實(shí)際上只有當(dāng)兩個(gè)變量之間存在某種線性關(guān)系時(shí)，這條回歸線才有意義。判斷回歸線是否有意義，可用相關(guān)系數(shù)r來檢驗(yàn)。相關(guān)系數(shù)定義式為：r值在-1.0000與+1.0000之間。相關(guān)系數(shù)物理意義以下：（1）︱r︱=1時(shí)，y與x之間存在嚴(yán)格線性關(guān)系，全部yi值都在回歸線上。（2）︱r︱=0時(shí)，y與x之間完全不存在線性關(guān)系。（3）0<︱r︱<1時(shí)，y與x之間存在一定線性關(guān)系。︱r︱值愈靠近1，線性關(guān)系就愈好13/21例：用光度法測(cè)定合金鋼中Mn含量，吸光度與Mn含量間有以下關(guān)系：

Mn質(zhì)量/μg00.020.040.060.080.100.12未知樣

吸光度/A0.0320.1350.1870.2680.3590.4350.5110.242

試求出標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程及其相關(guān)系數(shù)r并計(jì)算未知樣品中Mn含量解：此組數(shù)據(jù)中，組分濃度為零時(shí)，吸光度不為零，這可能是在試劑中含有少許Mn，或者含有其它在該測(cè)量波長(zhǎng)下有吸光物質(zhì)。設(shè)Mn含量值為x，吸光度值為y，按公式計(jì)算回歸系數(shù)a，b值。n=7。所以該標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.038+3.95x14/21相關(guān)系數(shù)未知樣品吸光度為y=0.2420.242=0.038+3.95x所以x=0.052μg故求出樣品中含Mn為0.052μg(注：該題可用計(jì)算機(jī)方便統(tǒng)計(jì)處理)15/2116/21（二）靈敏度物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量改變引發(fā)響應(yīng)信號(hào)值改變程度，稱為方法靈敏度，用S表示。

S=dy/dc或dy/dm式中：dc和dm分別為被測(cè)物質(zhì)濃度和質(zhì)量改變量，dy為響應(yīng)信號(hào)改變量。靈敏度也就是標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率。斜率越大，方法靈敏度就越高。17/21（三）精密度精密度是指使用同一方法，對(duì)同一試樣進(jìn)行屢次測(cè)定所得測(cè)定結(jié)果一致程度。精密度慣用測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差s或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差sr量度.同一分析人員在同一條件下測(cè)定結(jié)果精密度稱為重復(fù)性；不一樣試驗(yàn)室所得測(cè)定結(jié)果精密度稱為再現(xiàn)性18/21（四）準(zhǔn)確度試樣含量測(cè)定值與試樣含量真實(shí)值（或標(biāo)準(zhǔn)值）相符合程度稱為準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度慣用相對(duì)誤差度量式中：x為試樣含量測(cè)定值，μ為試樣含量真值或標(biāo)準(zhǔn)值19/21（五）檢出限某一方法在給定置信水平上能夠檢出被測(cè)物質(zhì)最小濃度或最小質(zhì)量，稱為這種方法對(duì)該