課程編碼：BJ27115

學(xué)分：4

總學(xué)時：94（理論58，實驗36）

開設(shè)學(xué)期：第5學(xué)期

課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課

適用專業(yè)：化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)

先修課程：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)

一、教學(xué)目的、任務(wù)及要求

目的與任務(wù)：儀器分析是分析化學(xué)的重要組成部分和發(fā)展方向，是化學(xué)和相關(guān)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課之一，是測定物質(zhì)的化學(xué)組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和進(jìn)行科學(xué)研究與質(zhì)量監(jiān)控的重要手段。通過本課程的教學(xué)使學(xué)生基本掌握常用儀器分析方法，并初步具有應(yīng)用此類方法解決相應(yīng)問題的能力。

基本要求：本課程內(nèi)容主要包括各類光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法以及其他儀器分析方法等。通過本課程的教學(xué)使學(xué)生基本掌握各類儀器分析方法的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)及其重要組成部分、特點及應(yīng)用，能根據(jù)樣品性質(zhì)和分析任務(wù)選擇合適的分析儀器及分析方法。要求學(xué)生了解儀器分析發(fā)展的前沿動態(tài)和趨勢。                  

二、教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)分配（94）

（一）理論課教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)（54 + 4學(xué)時研究課）

*章  緒論 （1）

　  儀器分析的內(nèi)容和分類；儀器分析方法的特點；儀器分析在科學(xué)研究中的作用；儀器分析的發(fā)展趨勢。

第二章　原子發(fā)射光譜法（6）

1. 光學(xué)分析方法導(dǎo)論

　1. 原子發(fā)射光譜法基本原理

　2. 原子發(fā)射光譜儀（光源；分光器；檢測器）

　3. 分析方法（定性分析；半定量分析；定量分析：賽伯－羅馬欽公式，內(nèi)標(biāo)法，攝譜法定量簡介；光電法定量分析）

第三章　原子吸收光譜法和原子熒光光譜法（4）

1. 原子吸收光譜法的基本原理　

2. 原子吸收光譜儀（銳線光源；火焰原子化器；非火焰原子化器；單色儀及檢測系統(tǒng)）

3. 干擾及其背景消除方法（非光譜干擾；光譜干擾）

　4. 原子吸收光譜法的特點和應(yīng)用

　^*5. 原子熒光光譜法簡介

第四章　紫外－可見分子吸收光譜法（5）

1. 分子光譜概述（分子光譜的產(chǎn)生；分子光譜的類型）

2. 紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（無機(jī)化合物的電子躍遷類型及紫外可見吸收光譜；有機(jī)化合物的電子躍遷類型及紫外可見吸收光譜）

3. 紫外－可見分光光度計（結(jié)構(gòu)與主要部件；儀器類型：單光束、雙光束、雙波長分光光度計）

4. 紫外－可見分子吸收光譜的特點與應(yīng)用（有機(jī)化合物的鑒定；定量分析方法）

第五章　紅外吸收光譜法（4）

1. 紅外吸收光譜法原理（紅外吸收光譜的產(chǎn)生;雙原子分子的簡諧振動;多原子分子的振動;基團(tuán)頻率與振動的關(guān)系）

2. 紅外吸收光譜的特征吸收頻率及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

3. 紅外吸收光譜儀（色散型紅外分光光度計；傅里葉變換紅外分光光度計）

4. 紅外吸收光譜圖譜解析方法

5. 定量分析方法

第六章 分子發(fā)光分析（3）

1.介紹各種發(fā)光分析的概念、熒光及磷光產(chǎn)生過程。

2.重點講述各種去活化過程、影響熒（磷）光強度的因素、分子熒光的特點。

3.熒光分析儀。

第七章　核磁共振波譜法（4）

1. 核磁共振的基本原理（原子核的自旋；核的共振；弛豫現(xiàn)象）

2. 核磁共振波譜儀（結(jié)構(gòu)及主要部件；連續(xù)波核磁共振波譜儀；傅里葉變換核磁共振波譜儀）

3. 核磁共振波譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)間的關(guān)系（化學(xué)位移；偶合常數(shù)；積分曲線）

4. 核磁共振波譜的應(yīng)用

第八章　質(zhì)譜法（4）

1. 質(zhì)譜法基本原理和儀器（離子源：電子、化學(xué)、火花、電感耦合等離子體；質(zhì)量分析器；檢測器；質(zhì)譜儀器分類和特點）

2. 離子峰主要類型（分子離子峰；同位素離子峰；碎片離子峰；亞穩(wěn)離子峰及其它）

3. 裂解規(guī)律

4. 圖譜解析及其應(yīng)用示例

第九章　電位分析法（5）

1. 電化學(xué)分析引論

2. 基本原理（電極電位與濃度的關(guān)系）

3. 溶液pH 值測定（玻璃電極的響應(yīng)機(jī)理；pH 值的測定方法）

4. 離子選擇電極（離子選擇電極的種類；離子選擇電極的特性參數(shù)）

5. 測定離子活度的方法與儀器（工作曲線法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；格氏作圖法；離子計）

6. 離子選擇電極的特點和應(yīng)用

7. 電位滴定

第十章　電解和庫侖分析法（2）

1. 基本原理（分解電位與過電位；電解時離子的析出次序及*程度）

2. 電重量法（恒電流電解及其裝置；恒電位電解及其裝置；電重量法的應(yīng)用）

3. 庫侖分析法（法拉第定律；恒電位庫侖分析；庫侖計；恒電流庫侖滴定；庫侖分析的特點和應(yīng)用）

第十一章　伏安法和極譜法（4）

1. 基本原理（伏安法和極譜法；直流極譜裝置；電解條件的特殊性； 極譜波（ I－φ 曲線的形成過程）

2. 擴(kuò)散電流（擴(kuò)散電流公式及其影響因素）

3. 干擾電流及其消除方法（殘余電流；遷移電流；極譜極大；氧波和氫波）

4. 極譜波方程式

5. 極譜定量分析（極譜波高的測量方法；極譜定量分析方法）

6. 線性掃描伏安法和循環(huán)伏安法

7. 方波極譜

8. 脈沖極譜

9. 溶出伏安法

10. 極譜催化波

^*  11. 電化學(xué)分析的新方法（化學(xué)修飾電極、超微電極）

第十二章　色譜法原理（4）

1. 色譜法分類

2. 色譜法的流出曲線和有關(guān)術(shù)語

3. 基本理論

4. 分離度

第十三章　氣相色譜法（4）

1. 氣相色譜法的流程和氣相色譜儀

2. 操作條件的選擇（如載體、固定相、溫度等的選擇）

3. 定性定量分析方法（定性分析:保留值、相對保留值、保留指數(shù)、GC－MS；定量分析：歸一化法、外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法）

4. 毛細(xì)管色譜法

第十四章　液相色譜法（4）

1. 液相色譜法的特點

2. 液相色譜儀

3. 液相色譜法的分離方式（液固色譜；液液色譜；鍵合相色譜；離子交換色譜；離子對色譜；尺寸排阻色譜）

4. 色譜方法的選擇

^*5. 新的色譜方法簡介（毛細(xì)管電泳、超臨界色譜、薄層色譜）

（二）實踐課教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)（36）

1. 鄰二氮菲測定微量鐵的條件試驗及工業(yè)鹽酸中全鐵的測定（3）

2. 紫外吸收光譜法測定雙組分混合物（3）

3. 苯甲酸的紅外吸收光譜分析—KBr晶體壓片法制樣（3）

4. 芘的熒光光譜測定（3）

5. 火焰原子吸收光譜法測定水中的鈣（3）

6. 離子選擇性電極電位法測定水中的氟（3）

7. 電位滴定法測定混合堿（3）

8. 庫侖滴定法測定維生素C的含量（3）

9. 汞膜電極陽極溶出伏安法法同時測定鉛和鎘（3）

10．循環(huán)伏安法研究鐵氰化鉀和維生素C的電極過程（3）

11. 氣相色譜-質(zhì)譜法定量測定可樂中的*（3）

12. 反相液相色譜法分離芳香烴（3）

三、推薦教材及主要參考書

推薦教材：朱明華編，儀器分析（第三版），北京：高等教育出版社，2000。（面向21世紀(jì)課程教材）

主要參考書目：

方惠群等編，儀器分析原理（第二版），南京：南京大學(xué)出版社，2001

北京大學(xué)化學(xué)系編，《基礎(chǔ)儀器分析教程》，北京：北京大學(xué)出版社，1999

武漢大學(xué)化學(xué)系編，儀器分析，北京：高等教育出版社，2001

趙文寬等編，儀器分析實驗，北京：高等教育出版社，199７

儀器分析及實驗

課程編碼：XZ27324、XZ27426

學(xué)分：3

總學(xué)時：66（理論42，實驗24）

開設(shè)學(xué)期：第5學(xué)期

課程類別：專業(yè)限選課

適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、生物技術(shù)

先修課程：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)

一、教學(xué)目的、任務(wù)及要求

目的與任務(wù)：儀器分析是分析化學(xué)的重要組成部分和發(fā)展方向，是測定物質(zhì)的化學(xué)組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和進(jìn)行科學(xué)研究與質(zhì)量監(jiān)控的重要手段。通過本課程的教學(xué)使學(xué)生基本掌握常用儀器分析方法，并初步具有應(yīng)用此類方法解決相應(yīng)問題的能力。

基本要求：本課程內(nèi)容主要包括各類光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法以及其他儀器分析方法等。通過本課程的教學(xué)使學(xué)生基本掌握各類儀器分析方法的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)及其重要組成部分、特點及應(yīng)用，能根據(jù)樣品性質(zhì)和分析任務(wù)選擇合適的分析儀器及分析方法。                  

二、教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)分配（66）

（一）理論課教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)（42）

*章  緒論 （1）

　  儀器分析的內(nèi)容和分類；儀器分析方法的特點；儀器分析在科學(xué)研究中的作用；儀器分析的發(fā)展趨勢。

第二章　原子發(fā)射光譜法（3）

1. 光學(xué)分析方法導(dǎo)論

　1. 原子發(fā)射光譜法基本原理

　2. 原子發(fā)射光譜儀（光源；分光器；檢測器）

　3. 分析方法（定性分析；半定量分析；定量分析：賽伯－羅馬欽公式，內(nèi)標(biāo)法，攝譜法定量簡介；光電法定量分析）

第三章　原子吸收光譜法和原子熒光光譜法（2）

1. 原子吸收光譜法的基本原理　

2. 原子吸收光譜儀（銳線光源；火焰原子化器；非火焰原子化器；單色儀及檢測系統(tǒng)）

3. 干擾及其背景消除方法（非光譜干擾；光譜干擾）

　4. 原子吸收光譜法的特點和應(yīng)用

　^*5. 原子熒光光譜法簡介

第四章　紫外－可見分子吸收光譜法（4）

1. 分子光譜概述（分子光譜的產(chǎn)生；分子光譜的類型）

2. 紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（無機(jī)化合物的電子躍遷類型及紫外可見吸收光譜；有機(jī)化合物的電子躍遷類型及紫外可見吸收光譜）

3. 紫外－可見分光光度計（結(jié)構(gòu)與主要部件；儀器類型：單光束、雙光束、雙波長分光光度計）

4. 紫外－可見分子吸收光譜的特點與應(yīng)用（有機(jī)化合物的鑒定；定量分析方法）

第五章　紅外吸收光譜法（3）

1. 紅外吸收光譜法原理（紅外吸收光譜的產(chǎn)生;雙原子分子的簡諧振動;多原子分子的振動;基團(tuán)頻率與振動的關(guān)系）

2. 紅外吸收光譜的特征吸收頻率及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

3. 紅外吸收光譜儀（色散型紅外分光光度計；傅里葉變換紅外分光光度計）

4. 紅外吸收光譜圖譜解析方法

5. 定量分析方法

第六章　核磁共振波譜法（3）

1. 核磁共振的基本原理（原子核的自旋；核的共振；弛豫現(xiàn)象）

2. 核磁共振波譜儀（結(jié)構(gòu)及主要部件；連續(xù)波核磁共振波譜儀；傅里葉變換核磁共振波譜儀）

3. 核磁共振波譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)間的關(guān)系（化學(xué)位移；偶合常數(shù)；積分曲線）

4. 核磁共振波譜的應(yīng)用

第七章　質(zhì)譜法（3）

1. 質(zhì)譜法基本原理和儀器（離子源：電子、化學(xué)、火花、電感耦合等離子體；質(zhì)量分析器；檢測器；質(zhì)譜儀器分類和特點）

2. 離子峰主要類型（分子離子峰；同位素離子峰；碎片離子峰；亞穩(wěn)離子峰及其它）

3. 裂解規(guī)律

4. 圖譜解析及其應(yīng)用示例

第八章　電位分析法（5）

1. 電化學(xué)分析引論

2. 基本原理（電極電位與濃度的關(guān)系）

3. 溶液pH 值測定（玻璃電極的響應(yīng)機(jī)理；pH 值的測定方法）

4 離子選擇電極（離子選擇電極的種類；離子選擇電極的特性參數(shù)）

5. 測定離子活度的方法與儀器（工作曲線法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；格氏作圖法；離子計）

6. 離子選擇電極的特點和應(yīng)用

7. 電位滴定

第九章　電解和庫侖分析法（2）

1. 基本原理（分解電位與過電位；電解時離子的析出次序及*程度）

2. 電重量法（恒電流電解及其裝置；恒電位電解及其裝置；電重量法的應(yīng)用）

3. 庫侖分析法（法拉第定律；恒電位庫侖分析；庫侖計；恒電流庫侖滴定；庫侖分析的特點和應(yīng)用）

第十章　伏安法和極譜法（3）

1. 基本原理（伏安法和極譜法；直流極譜裝置；電解條件的特殊性； 極譜波（ I－φ 曲線的形成過程）

2. 擴(kuò)散電流（擴(kuò)散電流公式及其影響因素）

3. 干擾電流及其消除方法（殘余電流；遷移電流；極譜極大；氧波和氫波）

4. 極譜波方程式

5. 極譜定量分析（極譜波高的測量方法；極譜定量分析方法）

6. 線性掃描伏安法和循環(huán)伏安法

7. 方波極譜

8. 脈沖極譜

9. 溶出伏安法

10. 極譜催化波

^*  11. 電化學(xué)分析的新方法（化學(xué)修飾電極、超微電極）

第十一章　色譜法原理（3）

1. 色譜法分類

2. 色譜法的流出曲線和有關(guān)術(shù)語

3. 基本理論

4. 分離度

第十二章　氣相色譜法（4）

1. 氣相色譜法的流程和氣相色譜儀

2. 操作條件的選擇（如載體、固定相、溫度等的選擇）

3. 定性定量分析方法（定性分析:保留值、相對保留值、保留指數(shù)、GC－MS；定量分析：歸一化法、外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法）

4. 毛細(xì)管色譜法

第十三章　液相色譜法（3）

1. 液相色譜法的特點

2. 液相色譜儀

3. 液相色譜法的分離方式（液固色譜；液液色譜；鍵合相色譜；離子交換色譜；離子對色譜；尺寸排阻色譜）

4. 色譜方法的選擇

^*5. 新的色譜方法簡介（毛細(xì)管電泳、超臨界色譜、薄層色譜）

（二）實踐課教學(xué)內(nèi)容及時數(shù)（24）

1. 鄰二氮菲測定微量鐵的條件試驗及工業(yè)鹽酸中全鐵的測定（3）

2. 紫外吸收光譜法測定雙組分混合物（3）

3. 苯甲酸的紅外吸收光譜分析—KBr晶體壓片法制樣（3）

4. 火焰原子吸收光譜法測定水中的鈣（3）

5. 離子選擇性電極電位法測定水中的氟（3）

6. 庫侖滴定法測定維生素C的含量（3）

7. 氣相色譜-質(zhì)譜法定量測定可樂中的*（3）

8. 反相液相色譜法分離芳香烴（3）

三、推薦教材及主要參考書

推薦教材：朱明華編，儀器分析（第三版），北京：高等教育出版社，2000。（面向21世紀(jì)課程教材）

主要參考書目：

1.方惠群等編，儀器分析原理（第二版），南京：南京大學(xué)出版社，2001

2.北京大學(xué)化學(xué)系編，《基礎(chǔ)儀器分析教程》，北京：北京大學(xué)出版社，1999

3.武漢大學(xué)化學(xué)系編，儀器分析，北京：高等教育出版社，2001

4.趙文寬等編，儀器分析實驗，北京：高等教育出版社，199７