儀器分析課程教學大綱

1、儀器分析課程教學大綱課程編號： 0714316013課程名稱： 儀器分析 英文名稱： Instrument Analysis課程類型： 專業(yè)基礎(chǔ)課總 學 時： 40 講課學時： 24 實驗學時：16學分： 2.5適用對象：適用于本科環(huán)境工程專業(yè)先修課程：無機化學、有機化學、分析化學、物理化學一、課程的性質(zhì)、教學目的儀器分析課程是環(huán)境工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課和基礎(chǔ)課程之一。儀器分析包括兩大部分內(nèi)容，即基于測定被分析物質(zhì)的化學和物理性質(zhì)對無機、有機和生物物質(zhì)進行定性和定量分析的各種方法；對復(fù)雜的混合物質(zhì)進行定性和定量分析前采用的高效分離技術(shù)。儀器分析中的各種方法和技術(shù)，與現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展互相滲

2、透、互相促進，特別是伴隨著微電子學和計算機科學的迅速發(fā)展，現(xiàn)代儀器分析已經(jīng)成為分析化學的主要組成部分。通過本課程的教學，使學生基本掌握常用儀器分析方法及其原理，并初步具有應(yīng)用這些方法解決問題的能力。二、課程基本要求學生學完本課程應(yīng)達到以下基本要求：（1）掌握常用分析儀器工作過程的基本理論。（2）掌握被分析物質(zhì)的特性，包括其前期預(yù)處理的各種方法。（3）掌握有關(guān)儀器分析的計算和實驗方法及實驗的基本技能。（4）了解相關(guān)分析儀器的維護和管理常識。（5）了解常用分析儀器運行中的主要特點。三、教學內(nèi)容及要求第一部分 色譜分析法1、氣相色譜法【教學要求】1掌握氣相色譜分離原理和儀器工作流程、流出曲線的相關(guān)術(shù)

3、語。2理解氣相色譜分析的操作條件選擇。3掌握常用氣相色譜檢測器的工作原理及性能。4理解氣相色譜流動相和固定相的選擇原則。5掌握氣相色譜分析法的定性、定量方法。6了解氣相色譜特點和在工業(yè)生產(chǎn)及科學研究中的應(yīng)用?！窘虒W內(nèi)容】1概述：氣相色譜法概述，色譜法分類，氣相色譜分離過程，氣相色譜常用術(shù)語（色譜峰、基線、色譜峰高、半高峰寬，色譜峰底寬，保留時間（保留體積）、死時間（死體積）、調(diào)整保留時間（調(diào)整保留體積）、相對保留值。2氣相色譜理論基礎(chǔ)：分配系數(shù)和分配比，速率理論，分離度。3氣相色譜條件的選擇：固定相的選擇，柱長和柱徑的選擇，載氣及其流速的選擇，柱溫的選擇，進樣條件的選擇，檢測器的選擇。4固定相

4、及其選擇。固體固定相，載體，固定液。5氣相色譜法：氣相色譜儀（氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、監(jiān)測記錄系統(tǒng)），熱導池檢測器，氫火焰離子檢測器，電子捕獲檢測器，火焰光度檢測器，氣相色譜流動相，6氣相色譜定性分析（保留值與已知物對照定性、保留值經(jīng)驗規(guī)律定性、根據(jù)文獻保留數(shù)據(jù)定性），氣相色譜定量分析（定量校正因子、歸一化法、內(nèi)標法、標準曲線法）。2、液相色譜法【教學要求】1掌握液相色譜分離原理和儀器流程、流出曲線的相關(guān)術(shù)語。2理解液相色譜分析的操作條件選擇。3掌握常用液相色譜檢測器的工作原理及性能。4理解液相色譜流動相和固定相的選擇原則。5掌握液相色譜分析法的定性、定量方法。6了解液相色譜特點和在工業(yè)

5、生產(chǎn)及科學研究中的應(yīng)用。【教學內(nèi)容】1液相色譜法特點，2液相色譜主要類型及其分離原理。3液相色譜條件的選擇：固定相的選擇，柱長和柱徑的選擇，液相色譜流動相：流速的選擇，洗脫劑的選擇，進樣條件的選擇，檢測器的選擇。4液相色譜儀（壓力系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、監(jiān)測記錄系統(tǒng)），檢測器，色譜流動相，色譜定性分析（保留值與已知物對照定性、保留值經(jīng)驗規(guī)律定性、根據(jù)文獻保留數(shù)據(jù)定性），色譜定量分析（定量校正因子、歸一化法、內(nèi)標法、標準曲線法）；應(yīng)用。第二部分 光學分析法1、原子吸收分光光度法【教學要求】1掌握原子吸收分光光度法的基本原理。2理解原子吸收分光光度計的基本組成及各部分的作用。3理解原子吸收光譜法

6、的干擾及其抑制方法。4掌握原子吸收的定量分析方法。5了解原子吸收分光光度法在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的應(yīng)用?！窘虒W內(nèi)容】1概述：原子吸收光譜法的發(fā)展，原子吸收光譜分析的基本過程。2原子吸收分光光度法的基本原理：原子吸收線（原子吸收線的產(chǎn)生、吸收線的輪廓與變寬），基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系，峰值吸收測量法。3原子吸收分光光度計：銳線光源、原子化器（火焰原子化器、石墨爐原子化器），分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)，原子吸收分光光度計的類型。4原子吸收光譜定量分析：標準曲線法，標準加入法。5原子吸收光譜法的干擾和抑制：物理干擾及其抑制，化學干擾及其抑制，電離干擾及其抑制，光譜干擾及其抑制。6原子吸收光譜法測定條件選

7、擇，參數(shù)（靈敏度，特征濃度，檢出限）7原子吸收光譜法的特點及其應(yīng)用。2、紫外-可見吸收光譜法【教學要求】l掌握有機化合物的紫外-可見吸收光譜。2理解分子吸收光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3理解紫外分光光度計的基本組成及主要性能和測定方法。4了解紫外-可見分光光度法在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的應(yīng)用。5了解催化動力學光度法?！窘虒W內(nèi)容】1有機化合物的紫外-可見吸收光譜：電子躍遷類型，共軛作用，溶液對吸收光譜的影響，紅移和紫移。2無機化合物的吸收光譜：d-d配位場躍遷，電荷轉(zhuǎn)移躍遷，金屬離子影響下的配*位體躍遷。3紫外分光光度計：基本部件，分光光度計主要類型和構(gòu)造原理。4紫外-可見分光光度法的應(yīng)用：在有機定性分

8、析中的應(yīng)用（化合物的鑒定、結(jié)構(gòu)分析），3、紅外吸收光譜法 【教學要求】l掌握有機化合物的紅外光譜。2理解分子紅外光譜與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3理解紅外光譜儀的基本組成及主要性能和測定方法。4了解紅外光譜在科學研究中的應(yīng)用。【教學內(nèi)容】1引言；紅外光譜區(qū)的劃分和應(yīng)用（近紅外區(qū)、中紅外區(qū)、遠紅外）、紅外吸收光譜法的特點、紅外光譜圖的表示方法。 2基本原理；雙原子分子的振動（諧振子振動、非諧振子振動）、多原子分子的振動（振動的基本類型：伸縮振動、變型振動，基本振動的理論數(shù)）、影響吸收峰強度的因素。 3基團頻率和特征吸收；官能團區(qū)和指紋區(qū)、有機化合物的特征吸收峰、影響基團頻率的因素。4紅外光譜儀；紅外光譜儀

9、的主要部件。 5紅外吸收光譜法的應(yīng)用；未知物質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑒定、定量分析。 四、實踐環(huán)節(jié)見儀器分析實驗五、課外習題及課程討論為達到本課程的教學基本要求，課外習題（包括自測題）不應(yīng)少于20題。六、教學方法與手段本課程采用板書或多媒體進行課堂教學。七、各教學環(huán)節(jié)學時分配說明該課程設(shè)立專門實驗環(huán)節(jié)，此處僅列舉理論課程課時數(shù)。章節(jié)（或內(nèi)容）講課習題課討論課實驗其它合計氣相色譜分析法646液相色譜分析法444原子吸收分光光度法44紅外光譜法646紫外光譜法444合計241640八、考核方式與成績評定標準本課程為考試或考查課程，期末考試為閉卷筆試。學生的課程總評成績由平時成績（占30%）和期末考試成績（占70%

10、）兩部分構(gòu)成。九、教材及主要參考資料教 材： 儀器分析，劉立行主編，化學工業(yè)出版社，2007年。儀器分析實驗，蘇克曼主編，高等教育出版社，2008年。參考書：儀器分析，高俊杰主編，國防工業(yè)出版社，2005年。儀器分析，武漢大學化學系主編，高等教育出版社，2001年。儀器分析實驗，高俊杰主編，國防工業(yè)出版社，2005年。儀器分析，朱明華主編，高等教育出版社，2007年。十、說明 大綱制訂人：吳功德 大綱審定人： 制訂日期：2010-05-27 儀器分析實驗課程教學大綱一、實驗教學目標與基本要求儀器分析實驗是為環(huán)境工程專業(yè)本科生開設(shè)的主要基礎(chǔ)課之一，它既是一門獨立的課程，又需要與儀器分析課密切配合

11、。教學目標與基本要求是：1. 配合儀器分析課程的教學，使學生進一步理解各種分析儀器的原理和有關(guān)概念；2. 使學生掌握常用儀器分析方法的應(yīng)用范圍和主要分析對象；3. 掌握常用分析儀器的基本操作方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法，重點掌握儀器主要操作參數(shù)及其對分析結(jié)果的影響；4通過儀器分析實驗，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W作風和良好的實驗素養(yǎng)。二、本實驗課程的基本理論與實驗技術(shù)知識儀器分析實驗課程主要依據(jù)的是本課程所涉及的紅外光譜、紫外光譜、氣相色譜法、液相色譜法等儀器分析法的原理，通過對儀器的操作使用，鞏固理論知識、提高操作能力，實現(xiàn)對多種分析儀器的熟練掌握。三、實驗方法、特點與基本要求本課程是在學生已學過儀器分析

12、課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的，要求學生學會和掌握儀器分析基本知識和基本操作：1明確儀器分析在生產(chǎn)、教學及科學研究中的任務(wù)和作用；2掌握常用儀器分析法的基本原理、方法和數(shù)據(jù)處理；3掌握常用儀器分析法的基本操作；本課程教學過程中不僅要強化儀器分析的基本概念和基礎(chǔ)理論，而且要注重培養(yǎng)學生的動手能力和將書本知識用于解決實際問題的能力，加強素質(zhì)教育，提倡創(chuàng)新精神。四、實驗主要儀器設(shè)備紅外光譜儀、紫外吸收分光光度計、高效液相色譜儀、氣相色譜儀。五、實驗項目的設(shè)置與內(nèi)容提要1實驗項目與內(nèi)容序號實驗項目內(nèi) 容 提 要實驗學時實驗類型每組人數(shù)實驗要求1利用紫外光譜法測量物質(zhì)的純度1、紫外光譜儀的簡介2、利用紫外吸收光譜檢查物質(zhì)的純度4設(shè)計8必做2紅外對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析1、 利用紅外光譜分析未知樣品的結(jié)構(gòu)2、 學習紅外光譜儀的基本操作4驗證8必做3物質(zhì)成分的毛細管氣相色譜分析1、氣相色譜儀簡介2、色譜工作站3、物質(zhì)成分的毛細管氣相色譜分析4驗證8必做4飲料中咖啡因的高效液相色譜分析外標法定量1、液相色譜儀簡介2、色譜工作站3、飲料中咖啡因的高效液相色譜分析外標法定量4驗證8必做2時間安排每天保證學生不少于4學時實驗，2學時數(shù)據(jù)處理。六、實驗報告要求每次實驗提交實驗報告。實驗報告由實驗原理、實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)的記錄及處理組成。七、考核方式與成績評定標準課程成績實行百分制。實