第一章 绪论（ Preface ） §1-1 仪器分析简介
一、仪器分析方法在分析化学中的位置
1.分析化学
定义：是化学学科的一个重要分支，是研究物质的组成、含量、结构及其分析方法的学科。 分类：化学分析法；仪器分析法 2.化学分析法/经典分析法
定义：是以物质的化学反应为基础的分析方法。 分类：重量分析法—绝对分析法
滴定分析法—相对分析法:酸碱滴定；络合滴定； 氧化还原滴定； 沉淀滴定 3.仪器分析法（物理和物理化学分析法）
是采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量能表征物质的某些物理或物理化学性质来确定其化学组成、含量、结构。
分类：
二、仪器分析的特点和局限性
1.仪器分析的特点:
（1） 适用于微量、痕量组份含量分析（含量<1%，测量的相对误差为1?10%）； （2） 操作简便快速；
（3）最适用于生产过程中的控制分析。
2.仪器分析的局限性：
（1）准确度不够高，相对误差通常(1?10%)；
（2）一般都需要以标准物进行校准，而很多标准物需要用化学分析方法来标定； （3）仪器比较昂贵。
3.仪器分析的发展趋势：
与计算机联用：自动化、数字化
与其它分析方法联用：气相色谱-光度法联用；FIA-光度法联用
§1-2 定量分析方法的评价指标
1. 标准曲线
标准曲线：被测物质的浓度或含量x与仪器响应信号y的关系曲线。 线性范围：标准曲线直线部分所对应被测物质浓度或质量的范围。
标准曲线的绘制：用 “一元线性回归法”的数据统计方法来给出y与x的关系式 y=a+bx
y 标准溶液浓度： x1 x2 x3 x4 x5 …… 响应信号： y1 y2 y3 y4 y5……
b?x ?(x?x)(y?y)iii?1n?(x?x)ii?1n
2a?y?bx
2. 灵敏度
物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号的变化，称为方法的灵敏度，用S表示。
dydy，S? S?dmdc灵敏度也是标准曲线的斜率，斜率越大，方法的灵敏度越大。
3. 精密度
精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次分析所得结果的一致程度。 常用测定结果的标准偏差s或相对标准偏差sr。
s??(x?x)ii?1n2n?1,sr?s?100% x
4. 准确度
试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度。准确度常用相对误差量度。
x??Er??100%
?
5.检测限
检测限：在已知置信水平，可以检测到的待测物的最小质量或浓度。 检出限如何计算呢？
经统计学的 t 和 z 检验，当测量值为标准偏差3倍时，检测结果的置信度为95%。测定空白样品(或浓度接近空白值）20-30次， 求出测量的标准偏差s，检出限为标准偏差s的3倍除以该标准溶液的工作曲线的斜率b。
3sD?
b
第二章 光学分析法导论
§2-1 电磁辐射
一、电磁辐射的性质
红外光、紫外光、可见光、X射线、无线电波等都是电磁辐射，电磁辐射具有波粒二象性——波动性和粒子性。
1.波动性——传播时，主要表现为波动性
电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，称为电磁波。电磁波可用频率、波长、波数表示。
频率?—每秒钟电磁场振荡的次数：Hz
波长?—电磁波相邻两个波峰或波谷间的距离：cm, ?m, nm 波数?—1 cm内波的数目 ? =1/ ?
波速?—电磁波传播的速度，真空中等于光速 c= ?? =3×1010cm·s-1 2. 微粒性
光是由光量子或光子流所组成，光子能量与光波频率之间的关系为： E= h?=hc/ ?=hc? 二、电磁波谱
把电磁辐射按波长大小顺序排列就得到电磁波谱
§ 2-2 原子光谱和分子光谱
原子和分子是产生光谱的基本粒子，由于它们的结构不同，其光谱特性也不同。由原子产生光谱称为原子光谱，分子产生的光谱称为分子光谱。
一、原子光谱
原子光谱谱线的产生：外层电子在不同能级之间的跃迁。
原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁辐射，经过光谱仪得到的一条条分立的线状光谱—原子光谱. 1. 原子发射光谱
吸收热、电、光能 发射特征谱线
基态原子 激发态原子
基态或较低能
态
2. 原子吸收光谱
选择吸收一定频率的光 基态原子
激发态原子
二、 分子光谱
光谱产生的原理：
分子平动—整个分子的平动，不产生光谱；能量连续
分子转动—分子围绕质量中心的转动；
分子振动—整个分子内原子之间的相对运动； 电子运动—分子中电子相对运动；
? 产生光谱的条件：引起偶极矩的变化
? 每一种运动形式都有一定的能量，用E转、E振、E电表示
? 每一种能量都是量子化的，是不连续的
? 电子能级上有许多振动能级，而振动能级上有许多能量不同的转动能级
?E转﹤?E振﹤ ?E电
能级跃迁示意图：
通常情况下，物质的分子处于基态，各种能级都处于基态，当它受到光照或其它能量激发时，引起分子能级的跃迁：基态→激发态，按波长大小排列起来称为吸收光谱
激发态→基态以光辐射形式释放出来，把释放的光辐射按波长排列下来称为发射光谱
吸收或发射的光子的能量
E光 = h ? = E2-E1=?E= ?E转+ ?E振+ ?E电
第五章 分子发光分析法 §5-1 荧光分析法
一、概述
1．分子发光分析法
某些物质的分子吸收一定能量后，电子从基态跃迁到激发态，以光辐射的形式从激发态回到基态，这种现象称为分子发光，在此基础上建立起来的分析方法为分子发光分析法
激发态 吸收能量
基 态
分子荧光分析法的特点 1. 灵敏度高
荧光强度随激发光强度增强而增强（提高激发光强度，可提高荧光强度）；荧光分析法检测限比分光光度法低2?4个数量级。 2. 选择性好
a. 不同的物质用不同的光进行激发，选择不同的激发光波长; b. 不同的物质发射的荧光不同，选择不同的波长检测荧光; c. 比较容易排除其它物质的干扰，选择性好; 3. 实验方法简单
4. 待测样品用量少；仪器价格适中；测定范围较广，可定量测定许多痕量的无机物和有机物，广泛应用在生物化学、分子生物学、免疫学及农牧产品分析、卫生检疫等领域。
二、基本原理
（一）、荧光和磷光光谱的产生
具有不饱和基团的基态分子光照后，价电子跃迁产生荧光和磷光
光照激发 基态分子 价电子跃迁到激发态
光辐射
光发 基 态
在光致激发和去激发光的过程中，分子中的价电子处于不同的自旋状态，通常用电子自旋状态的多重性来描述
1、电子自旋状态的多重性
大多数分子含有偶数电子，基态分子每一个轨道中两个电子自旋方向总是相反的?? ，处于基态单重态。用 “S0” 表示 ；当物质受光照射时，基态分子吸收光能产生电子能级跃迁，由基态跃迁至能量更高的单重态，电子自旋方向没有改变，这种跃迁是符合光谱选律的。
S0、S1、S2、S3分别代表基态、第一、 二、 三激发单重态 单重态分子具有抗磁性，激发态的平均寿命约为10-8s
仪器分析教案
