儀器分析第01章-緒論1

1、儀器分析2022/9/25第一章 緒 論一、 概述 generalization二、儀器分析的發(fā)展和作用 role and development of instrument analysis第一節(jié) 概 述introductiongeneralization2022/9/25一、概 述 generalization 分析化學是人們用來認識、解剖自然的重要手段之一； 分析化學是研究獲取物質(zhì)的組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等信息及其相關(guān)理論的科學； 分析化學是化學中的信息科學； 分析化學的發(fā)展促進了分析科學的建立; 分析化學的發(fā)展過程是人們從化學的角度認識世界、解釋世界的過程； 20世紀40年代前：分析化學=化

2、學分析； 越來越多的問題化學分析不能解決： 快速、實時檢測方法？ 痕量分析方法？結(jié)構(gòu)確定？2022/9/25二、儀器分析發(fā)展和作用role and development of instrument analysis 20世紀40年代后： 儀器分析的大發(fā)展時期，確立了儀器分析的地位； 原因： （1）物理學+電子技術(shù)+精密儀器制造技術(shù)的發(fā)展； （2）社會發(fā)展的迫切需要（發(fā)展動力，連續(xù)化大生產(chǎn)的迫切需要）； 分析化學 = 化學分析+儀器分析； 儀器分析：通過最佳的物理方法獲取盡可能多的化學信息2022/9/25分析化學（儀器分析）三要素理論對象（問題）技術(shù)生產(chǎn)科學技術(shù)2022/9/25分析化學六面

3、體2022/9/252022/9/252022/9/25第一章 緒 論一、儀器分析發(fā)展歷程developing process of instrument analysis二、儀器分析分類classification of instrument analysis三、儀器分析應用領(lǐng)域application range of instrument analysis第二節(jié) 儀器分析分類與進展introductionclassification and development of instrument analysis2022/9/25一、儀器分析的發(fā)展過程 developing process o

4、f instrument analysis 分析化學的三個發(fā)展階段，三次變革。階段一： 16世紀，天平的出現(xiàn)。分析化學具有了科學的內(nèi)涵； 20世紀初，依據(jù)溶液中四大反應平衡理論，形成分析化學的理論基礎(chǔ)。分析化學由一門操作技術(shù)變成一門科學； 分析化學的第一次變革； 20世紀40年代前，化學分析占主導地位，儀器分析種類少和精度低；2022/9/25階段二： 20世紀40年代后，儀器分析的大發(fā)展時期。 儀器分析使分析速度加快，促進化學工業(yè)發(fā)展； 化學分析與儀器分析并重，儀器分析自動化程度低； 為什么出現(xiàn)在這一時期？一系列重大科學發(fā)現(xiàn)，為儀器分析的建立和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 （1）Bloch F 和Purc

5、ell E M；建立了核磁共振測定方法；諾貝爾化學獎1952年； （2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了氣相色譜分析法；諾貝爾化學獎1952年； （3）Heyrovsky J，建立極譜分析法，諾貝爾化學獎1959年儀器分析的發(fā)展引發(fā)了分析化學的第二次變革。2022/9/25階段三： 八十年代初，以計算機應用為標志的分析化學第三次變革。 （1）計算機控制的分析數(shù)據(jù)采集與處理： 實現(xiàn)分析過程的連續(xù)、快速、實時、智能； 促進化學計量學的建立。 （2）化學計量學：利用數(shù)學、統(tǒng)計學的方法設(shè)計選擇最佳分析條件，獲得最大程度的化學信息。 化學信息學：化學信息處理、查詢、挖掘、優(yōu)化等

6、。 （3）以計算機為基礎(chǔ)的新儀器的出現(xiàn)： 傅里葉變換紅外；色-質(zhì)聯(lián)用儀。 2022/9/25二、儀器分析方法的分類classification of instrument analytical method儀器分析電化學分析法光分析法色譜分析法熱分析法分析儀器聯(lián)用技術(shù)質(zhì)譜分析法2022/9/25電化學分析方法的分類classification of electrochemical analysis電化學分析法電位分析法電解分析法電泳分析法庫侖分析法極譜與伏安分析法電導分析法2022/9/25色譜分析方法的分類classification of chromatographic analysis色

7、譜分析法氣相色譜法薄層色譜法液相色譜法激光色譜法電色譜法超臨界色譜法2022/9/25光分析方法的分類classification of electrochemical analysis光分析法原子吸收法紅外法原子發(fā)射法核磁法熒光法紫外可見法分子光譜原子光譜2022/9/25其他分析方法的分類classification of electrochemical analysis其他分析法質(zhì)譜分析法聯(lián)用技術(shù)熱分析法2022/9/25三、儀器分析應用領(lǐng)域 application fields of instrument analysis 社會：體育（興奮劑）、生活產(chǎn)品質(zhì)量（魚新鮮度、食品添加劑、農(nóng)藥

8、殘留量）、環(huán)境質(zhì)量（污染實時檢測）、法庭化學（DNA技術(shù)，物證） 化學：新化合物的結(jié)構(gòu)表征；分子層次上的分析方法； 生命科學：DNA測序；活體檢測； 環(huán)境科學：環(huán)境監(jiān)測；污染物分析； 材料科學：新材料，結(jié)構(gòu)與性能； 藥物：天然藥物的有效成分與結(jié)構(gòu)，構(gòu)效關(guān)系研究； 外層空間探索：微型、高效、自動、智能化儀器研制。2022/9/25儀器分析的發(fā)展方向：微型高效自動智能2022/9/25第一章 緒論 一、課程主要內(nèi)容main content of the course二、課程的性質(zhì)與目標property and goal of the course三、課程的學習方法learning method o

9、f the course四、參考資料references 第三節(jié) 課程主要內(nèi)容與學習方法introductionmain content and learning methods of the course2022/9/25一、課程主要內(nèi)容main content of the course 儀器分析方法，包括方法原理、儀器結(jié)構(gòu)、操作條件選擇、應用； 二大類：電分析法、色譜分析法； 無機物分析；有機物分析；化合物結(jié)構(gòu)分析；特點：內(nèi)容繁多、各成體系；每類方法有其特點、內(nèi)在規(guī)律、應用范圍；2022/9/25二、課程性質(zhì)與目標 property and goal of the course1. 課程

10、性質(zhì) 儀器分析：化學+物理學+電子技術(shù)+計算機 (綜合性學科) 基礎(chǔ)課：化學專業(yè)；應用化學；生物化學；環(huán)境化學等專業(yè)的基礎(chǔ)課； 2. 課程目標 培養(yǎng)兩類人才：分析儀器的熟練應用者解決問題； 創(chuàng)新型人才發(fā)現(xiàn)問題，開拓新領(lǐng)域； 例：分析儀器在C60的發(fā)現(xiàn)中的作用； (1 ) 掌握常用儀器分析方法原理、應用，熟悉儀器結(jié)構(gòu)； (2 ) 使學習者具備選擇適宜的分析方法的能力； (3 ) 學習創(chuàng)新思維方式。 2022/9/25三、課程的學習方法 learning method of the course1. 抓住主線 特點原理用途；重點在原理2. 歸納共性與個性 色譜法：共性：復雜混合物分離分析 個性：流

11、動相-原理-對象3. 處理好整體與局部 分析儀器結(jié)構(gòu)流程關(guān)鍵部件4. 勤 書山無路勤為徑！ 2022/9/25四、參考資料 references 1.學習軟件 分析化學網(wǎng)絡課程 國家新世紀網(wǎng)絡課程建設(shè)工程項目；大連理工大學研制 分析化學電子教案 高等教育出版社出版；大連理工大學研制 儀器分析電子教案 高等教育出版社出版；大連理工大學研制 基礎(chǔ)儀器分析虛擬實驗室 高等教育出版社出版；大連理工大學研制 現(xiàn)代儀器分析虛擬實驗室 高等教育出版社出版；大連理工大學研制2022/9/252.參考書儀器分析 北京大學出版社，北京大學儀器分析 高等教育出版社 1990年，趙藻藩等儀器分析（第三版） 高等教育出

12、版社 2000年，朱明華儀器分析原理方惠群等； 南京大學出版社 1994Principles of instrumental analysis Skoog D A Saunders College Publishing,2ed 1980儀器分析 北京大學出版社，Christian G D，王鎮(zhèn)浦譯儀器分析 清華大學出版社，1991年,鄧勃等儀器分析手冊化學工業(yè)出版社 1997年，朱良漪，儀器分析解題指南與習題高教出版社 1998年，施蔭玉等分析化學學習指導大連理工大學出版社 2002年，劉志廣2022/9/25英文參考書(1)principles of instrumental analysi

13、s，4ed, Barcourt Brace College Publishers, Skoog D A ,1992 (2)Modern Optical Methods of Analysis，McGraw- Hill, Skoog D A ;19752022/9/25第一章 緒論一、計算機對儀器分析發(fā)展的促進作用improve to development of instruments analysis二、計算機在儀器分析中的應用application of computer in instruments analysis三、網(wǎng)絡中的儀器分析資源resource of instruments

14、analysis in internet第四節(jié) 計算機與儀器分析 introductioncomputer and instrument analysis 2022/9/25一、計算機對儀器分析發(fā)展的促進作用 the effect of computer on instrument analysis 1.促進儀器分析自動化 計算機已經(jīng)成為分析儀器的重要組成部分，色譜自動進樣器，色譜工作站；電化學工作站。 2.促進新分析儀器出現(xiàn) 現(xiàn)代分析儀器是建立在計算機基礎(chǔ)之上，如傅里葉變換紅外；聯(lián)用儀器；二極管陣列檢測器（三維顯示）；生物芯片技術(shù)等。2022/9/25未來的網(wǎng)絡分析實驗室 3.提高儀器性能

15、4.實現(xiàn)分析儀器的智能化、網(wǎng)絡化、人性化 5.未來的網(wǎng)絡分析實驗室用戶：傳感器+計算機+網(wǎng)絡； 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分析實驗室結(jié)果 資源共享2022/9/25二、計算機在儀器分析中的應用技術(shù)application of computer in instrument analysis1.計算機數(shù)據(jù)采集與控制 計算機：數(shù)字符號； 分析儀器：模擬信號(電壓或電流)Digital-Analog Converter （ DAC）作用：將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬量。實現(xiàn)計算機控制。Analog - Digital Converter （ ADC）作用：將模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。實現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)采集。計算機接口分析儀器接口(信號轉(zhuǎn)換)2022/9/252.專家系統(tǒng)與人工智能(1) 液相色譜專家系統(tǒng) 柱系統(tǒng)推薦軟件包;色譜條件優(yōu)化及離線色譜數(shù)據(jù)計算軟件包;(2) 基于譜圖庫的輔助解析系統(tǒng) Munk 紅外光譜解釋程序; Sasaki 的Chemics-F程序;(3) 模式識別2022/9/25三、網(wǎng)絡中的儀器分析資源 resource of instruments analysis in internet 1.數(shù)據(jù)庫 各種數(shù)據(jù)查詢； 2.期刊與文獻 最新文獻的最快查閱方法；時實信息； 3.軟件 chemoffice（繪圖）, 計算軟件，教學軟件； 4.儀器生產(chǎn)廠家 獲取新儀器信息；網(wǎng)絡資源2022/9/25 http: