《儀器分析1》課程教學(xué)大綱

《儀器分析1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱儀器分析InstrumentalAnalysis課程編碼SCC822411025開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)儀器分析學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時(shí)40講授40實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)40適用專業(yè)應(yīng)用化學(xué)授課語(yǔ)言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、大學(xué)物理（2-1）、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（2-2）、有機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)（2-2）、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（3-3）、大學(xué)物理（2-2）、有機(jī)化學(xué)（2-2）、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（2-2）、物理化學(xué)（2-1）、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)（2-1）、物理化學(xué)（2-2）、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)（2-2）課程簡(jiǎn)介（必修）儀器分析是研究用現(xiàn)代儀器測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和某些化學(xué)常數(shù)、電極過(guò)程的原理及方法的一門課程，它綜合應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，將各物理量與物質(zhì)的性質(zhì)、含量、結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，達(dá)到對(duì)物質(zhì)定性、定量、結(jié)構(gòu)分析的目的。儀器分析是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)信息的重要現(xiàn)代分析手段，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)從事科研和生產(chǎn)工作必須掌握的專業(yè)技術(shù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器分析方法的基本原理、測(cè)量方法及儀器構(gòu)造和操作技術(shù)，并初步具有應(yīng)用現(xiàn)代儀器分析方法解決有關(guān)化學(xué)產(chǎn)品和材料的成份、結(jié)構(gòu)及與之相關(guān)的性能分析等方面問題的能力。InstrumentalAnalysisisacoursethatstudiestheprinciplesandmethodsofmeasuringthechemicalcomposition,chemicalstructureandsomechemicalconstantsofsubstancesandelectrodeprocesseswithmoderninstruments.Itcomprehensivelyappliesadvancedmathematics,physics,inorganicchemistry,analyticalchemistry,organicchemistry,physicalchemistry,structuralchemistry,optics,electronicsandothermulti-disciplinarybasicknowledge,eachphysicalquantityisassociatedwiththenature,contentandstructureofmatter,toachievethepurposeofqualitative,quantitativeandstructuralanalysisofsubstances.InstrumentalAnalysisisacompulsoryprofessionalandtechnicalBasicCourseforappliedchemistrymajor,animportantmodernanalysismethodforstudyingmaterialcompositionandstructuralinformation,andaprofessionaltechnologythatappliedchemistrymajormustmasterinscientificresearchandproduction.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciples,measurementmethods,instrumentstructureandoperationtechnologyofmoderninstrumentanalysismethods,andinitiallyhastheabilitytoapplymoderninstrumentalanalysismethodstosolvetheproblemsrelatedtothecomposition,structureandrelatedperformanceanalysisofchemicalproductsandmaterials.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握儀器分析的基本概念、方法、原理及應(yīng)用是5.12M2目標(biāo)2：了解常用的儀器分析方法及儀器是5.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：儀器分析方法的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用M1,M22講授、討論//2第二章第二章光學(xué)分析法導(dǎo)論電磁輻射的基本特征。電磁波譜區(qū)域的劃分及其相應(yīng)的光學(xué)分析方法。光學(xué)光譜分類概述。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)3第三章第三章紫外-可見吸收光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：吸收光譜、光吸收基本定律、摩爾吸光系數(shù)及其影響因素。定量分析的條件及測(cè)定方法。各類有機(jī)化合物的紫外光譜特征、影響因素。簡(jiǎn)單不飽和有機(jī)化合物最大吸收波長(zhǎng)的計(jì)算及應(yīng)用。////43.13.1有機(jī)化合物的電子光譜電子躍遷類型及吸收帶。電子躍遷與吸收波長(zhǎng)的關(guān)系。物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收，光與顏色之間的互補(bǔ)關(guān)系，吸收光譜。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)53.23.2光吸收基本定律朗伯-比耳定律，吸光系數(shù)，摩爾吸光系數(shù)及其與定量測(cè)定靈敏度的關(guān)系，摩爾吸光系數(shù)的計(jì)算，吸光度的加和性。朗伯-比耳定律的使用條件及偏離原因。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)63.33.3紫外-可見光譜儀器光源，單色器，吸收池，檢測(cè)系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)73.43.4定量測(cè)定的條件選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇。儀器測(cè)量條件的選擇。入射光波長(zhǎng)選擇。參比溶液作用與選擇。吸光度讀數(shù)范圍及光度分析誤差。干擾及其消除。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)83.53.5定量分析的測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法。雙波長(zhǎng)法、多組份同時(shí)測(cè)定、雙波長(zhǎng)分光光度法、導(dǎo)數(shù)光譜法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)93.63.6各類有機(jī)化合物的紫外光譜K帶、R帶和B帶及其各帶的特點(diǎn)。紅移，藍(lán)移和生色團(tuán)、助色團(tuán)。各類有機(jī)化合物的電子光譜特征。M11講授/討論1自學(xué)作業(yè)103.73.7影響紫外吸收峰位移的因素共軛效應(yīng)，取代基效應(yīng)，溶劑效應(yīng)，空間效應(yīng)。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)113.83.8不飽和有機(jī)化合物最大吸收波長(zhǎng)的計(jì)算規(guī)則鏈狀共軛烯烴、單環(huán)共軛烯烴、稠環(huán)共軛烯烴等。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)123.93.9紫外-可見光譜法的應(yīng)用定性分析，氫鍵強(qiáng)度計(jì)算，摩爾質(zhì)量測(cè)定，平衡常數(shù)的測(cè)定，官能團(tuán)推斷，定量測(cè)定。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)13第四章第四章紅外光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：紅外吸收光譜的基本原理。各類有機(jī)化合物的特征吸收峰及特征峰位移的影響因素。紅外光譜圖解析。////144.14.1紅外吸收光譜的基本原理雙原子分子振動(dòng)頻率。多原子分子的振動(dòng)光譜：振動(dòng)類型；多原子分子的振動(dòng)光譜：振動(dòng)類型；振動(dòng)自由度與峰數(shù)；基頻峰、倍頻峰、組頻峰、相關(guān)峰。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)154.24.2影響特征峰位移的因素誘導(dǎo)效應(yīng)，共軛效應(yīng)，氫鍵效應(yīng)和溶劑的影響。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)164.34.3各類有機(jī)化合物的特征吸收峰烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、羥基化合物（醇和酚）、醚、羰基化合物（酮、醛、酸、酯）的主要吸收峰特征。M12講授/討論2自學(xué)/作業(yè)174.44.4譜圖解析官能團(tuán)與指紋區(qū)。不飽和度計(jì)算。譜圖解析的一般程序及示例。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)184.54.5儀器裝置光源，單色器，檢測(cè)器。傅里葉變換紅外光譜儀。制樣方法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)19第五章第五章原子發(fā)射光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：原子發(fā)射光譜法基本原理。元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。發(fā)射光譜定性與定量分析。////205.15.1原子發(fā)射光譜法基本原理原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生（基態(tài)原子、激發(fā)態(tài)原子、激發(fā)電位、電離電位），原子線、離子線，共振線、主共振線，靈敏線、分析線，自吸現(xiàn)象。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)215.25.2元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)225.35.3發(fā)射光譜分析儀器光源（電弧、電火花、等離子體、激光），光譜儀。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)235.45.4.發(fā)射光譜定性分析與定量分析靈敏線、最靈敏線、最后線、分析線。分析線的選擇。指定成份分析，全分析。靈敏度標(biāo)記。定量分析。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)24第六章第六章原子吸收光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系及其影響原子吸收的因素。峰值吸收測(cè)量及其影響因素。原子吸收定量分析的干擾及其抑制。////256.16.1原子吸收光譜法的分析過(guò)程和特點(diǎn)原子吸收光譜法的分析過(guò)程和特點(diǎn)M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)266.26.2原子吸收光譜法基本原理基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度、原子總數(shù)的關(guān)系,玻爾茲曼方程式。吸收線輪廓和譜線寬度。共振線，中心頻率與半寬度。譜線變寬的原因。峰值吸收。峰值吸收測(cè)量的條件。峰值吸收與基態(tài)原子數(shù)、被測(cè)元素濃度的關(guān)系。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)276.36.3定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法，標(biāo)準(zhǔn)加入法（一次標(biāo)加和連續(xù)標(biāo)加）。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)286.46.4原子吸收分光光度計(jì)銳線光源?；鹧嬖踊鳌Ｊ珷t原子化器。冷原子化和加熱原子化裝置。單色器與檢測(cè)顯示系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)296.56.5干擾及其抑制光譜干擾，物理干擾，分子吸收干擾，化學(xué)干擾。消電離劑，釋放劑，保護(hù)劑。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)306.66.6儀器參數(shù)的選擇分析線、燈電流、火焰類型、燃燒器高度、狹縫寬度等的選擇。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)316.76.7原子吸收光譜法的靈敏度和檢測(cè)限原子吸收光譜法的靈敏度（特征濃度和特征質(zhì)量），檢測(cè)限M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)32第七章第七章電化學(xué)分析法導(dǎo)論化學(xué)電池與電極基本知識(shí)；電化學(xué)分析法的范疇、分類及應(yīng)用。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)33第八章第八章電位分析法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：電位學(xué)分析法的基本原理、影響因素；離子選擇性電極的測(cè)量原理及其分析技術(shù)；電位分析的誤差及其抑制措施。////348.18.1基本原理電極電位、電池電動(dòng)勢(shì)與離子濃度的關(guān)系-Nernst方程；實(shí)驗(yàn)裝置；實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)358.28.2離子選擇性電極離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)及分類；膜電位的產(chǎn)生機(jī)理及其與離子活度的關(guān)系；pH電極的構(gòu)造、響應(yīng)機(jī)理、特點(diǎn)、校正及使用方法；離子選擇性電極的選擇性系數(shù)。M1,M22講授/討論2自學(xué)/作業(yè)368.38.3電位分析的測(cè)定方法直接電位分析法：直接比較法；標(biāo)準(zhǔn)曲線法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；直接電位法測(cè)定的影響因素。電位滴定法：電位滴定法的特點(diǎn)；電位滴定裝置與滴定曲線；滴定終點(diǎn)的確定方式。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)37第九章第九章極譜和伏安分析法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：極譜定量分析基礎(chǔ)-尤考維奇方程式、影響因素及其干擾電流的消除。循環(huán)伏安法。////389.19.1基本原理極譜裝置與測(cè)定過(guò)程。滴汞電極的優(yōu)、缺點(diǎn)。電解液內(nèi)電荷的傳遞方式。極譜分析條件的選擇。極譜波（殘余電流，擴(kuò)散電流，極限擴(kuò)散電流，半波電位）M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)399.29.2極譜定量分析基礎(chǔ)尤考維奇擴(kuò)散電流方程式。影響擴(kuò)散電流的因素：毛細(xì)管常數(shù)、滴汞電極電位、溶液溫度、溶液組分與擴(kuò)散系數(shù)。干擾電流（殘余電流、遷移電流、極大，氧波、氫波）及其消除方法。底液的選擇。M12講授/討論2自學(xué)/作業(yè)409.39.3新的極譜分析法簡(jiǎn)介溶出伏安法。循環(huán)伏安法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)41第十章第十章氣相色譜分析法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：色譜圖，色譜分離原理，塔板理論，速率理論，分離度。氣相色譜儀的基本構(gòu)造，氣相色譜固定相，氣相色譜檢測(cè)器，氣相色譜法分離及操作條件的選擇。////4210.110.1色譜分析法概述色譜的發(fā)展、定義、分類、特點(diǎn)和應(yīng)用。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4310.210.2色譜圖及常用術(shù)語(yǔ)色譜圖（流出曲線），基線、峰高、區(qū)域?qū)挾?、保留時(shí)間、死時(shí)間、調(diào)整保留時(shí)間、保留體積、死體積、調(diào)整保留體積、相對(duì)保留值、分配系數(shù)、分配比。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4410.310.3色譜法基本理論塔板理論，速率理論，影響柱效的因素。分離度的定義和公式。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4510.410.4氣相色譜儀載氣系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4610.510.5氣相色譜固定相固定相，固定液，固定液的基本要求和選擇原則。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4710.610.6氣相色譜檢測(cè)器檢測(cè)器的分類，熱導(dǎo)檢測(cè)器、氫火焰離子化檢測(cè)器。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)4810.710.7氣相色譜條件的選擇固定相的選擇，柱長(zhǎng)和柱徑的選擇，載氣和流速的選擇，柱溫的選擇，進(jìn)樣條件的選擇，檢測(cè)器的選擇。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)4910.810.8氣相色譜的定性和定量分析定性分析：純物質(zhì)對(duì)照定性，相對(duì)保留值定性；定量分析：相對(duì)校正因子，歸一化法，內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%2課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%3在線測(cè)試?yán)迷普n堂平臺(tái)每周發(fā)布當(dāng)周主要知識(shí)點(diǎn)測(cè)試題，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。10%4平時(shí)作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)儀器分析基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題型主要為簡(jiǎn)答論述和計(jì)算題。10%5大作業(yè)1.本課程要求利用所學(xué)儀器分析方法解決實(shí)際問題，為生產(chǎn)實(shí)際遇到的分析問題提供分析方案。2.根據(jù)方法選擇的合理性和分析方案的準(zhǔn)確性評(píng)分。20%6期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)儀器分析方法基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、簡(jiǎn)答題、譜圖解析題、計(jì)算題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1考勤5%A-全勤，無(wú)遲到早退。B-全勤或有故缺勤數(shù)小于3次，遲到早退小于3次。C-全勤或有故缺勤小于5次，遲到早退小于5次。D-無(wú)故缺勤或有故缺勤大于5次，遲到早退大于5次。2M1課堂表現(xiàn)5%按答題和討論情況進(jìn)行評(píng)分，計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)于普通答題，所有學(xué)生都要參加：題目作答正確且迅速（前30名）計(jì)1.2分，題目作答正確但耗時(shí)較長(zhǎng)計(jì)1.0分，題目作答錯(cuò)誤計(jì)0.3分，題目未作答計(jì)0.0分；對(duì)于點(diǎn)答和搶答題：點(diǎn)到或搶到題目的學(xué)生作答正確計(jì)1.0分，作答錯(cuò)誤計(jì)0.0分；對(duì)于討論題目：參與討論即計(jì)1.0分。最終每個(gè)學(xué)生課堂表現(xiàn)得分=該生答題總分/最高答題總分×100。3M1在線測(cè)試10%A-按時(shí)完成測(cè)試，基本準(zhǔn)確無(wú)誤。B-按時(shí)完成測(cè)試，存在少量錯(cuò)誤。C-偶爾未按時(shí)完成測(cè)試，或測(cè)試結(jié)果存在較多錯(cuò)誤。D-經(jīng)常不按時(shí)完成測(cè)試，且存在大量錯(cuò)誤。4M1平時(shí)作業(yè)10%A-按時(shí)提交作業(yè)，作業(yè)基本準(zhǔn)確無(wú)誤。B-按時(shí)提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯(cuò)誤。C-偶爾未按時(shí)提交作業(yè)，或作業(yè)存在較多錯(cuò)誤。D-經(jīng)常不按時(shí)提交作業(yè)，且作業(yè)存在大量錯(cuò)誤。5M1大作業(yè)20%A-論文綜述全面，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，文字表達(dá)準(zhǔn)確流暢；課件制作質(zhì)量?jī)?yōu)，講解清楚；回答問題準(zhǔn)確。B-論文綜述比較全面，結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯性較好，文字表達(dá)準(zhǔn)確通順；課件制作質(zhì)量良，講解較清楚；回答問題基本準(zhǔn)確。C-論文綜述不夠全面，結(jié)構(gòu)存在不合理之處，有一定的邏輯，文字表達(dá)基本清楚；課件制作質(zhì)量中，講解有不清楚之處；回答問題存在少量錯(cuò)誤。D-論文綜述嚴(yán)重片面，結(jié)構(gòu)不合理，邏輯性差，文字表達(dá)不清楚；課件制作質(zhì)量差，講解混亂；回答問題存在大量錯(cuò)誤。6M1期末考試50%評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考試卷的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。7M2考勤5%A-全勤，無(wú)遲到早退。B-全勤或有故缺勤數(shù)小于3次，遲到早退小于3次。C-全勤或有故缺勤小于5次，遲到早退小于5次。D-無(wú)故缺勤或有故缺勤大于5次，遲到早退大于5次。8M2課堂表現(xiàn)5%按答題和討論情況進(jìn)行評(píng)分，計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)于普通答題，所有學(xué)生都要參加：題目作答正確且迅速（前30名）計(jì)1.2分，題目