《仪器分析》课程教学大纲.docx

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《仪器分析》课程教学大纲

课程编号：

《仪器分析及实验》课程教学大纲

（TeachingOutlineofInstrumentalAnalysisandExperiments）

总学时：

96学分：

2+1.5

一、课程简介

1、课程性质：

专业必修

2、开课学期：

第4学期

3、适用专业：

化学（师范）、应用化学

4、课程修读条件：

学习本课程前应先学习无机化学、有机化学、分析化学、分析化学实验和普通物理等课程。

5、课程教学目的：

仪器分析是通过测量物质的物理或物理化学性质来确定某些化学组成、含量及化学结构的一类分析方法。

它具有实验性强和应用性强的特点，随着科学技术的发展，其应用日益广泛，它在化学学科中的地位越来越重要。

通过教学，应使学生：

（1）掌握有关的仪器分析方法的基本原理、方法特点；

（2）掌握有关的仪器的工作原理和构造；

（3）掌握有关节仪器分析的定性、定量分析方法。

二、教学基本要求或建议：

通过本课程的学习，要求学生掌握仪器分析方法的基本原理和方法特点，掌握一些简单分析仪器的操作方法，了解并初步掌握一些大型分析仪器的操作方法，并初步具有分析问题和解决问题的能力。

三、内容纲目及标准：

（一）理论部分

学时数（42）

绪论

[教学目的]通过绪论教学，使学生初步了解仪器分析方法特点、方法分类和发展概况，并使学生对仪器分析感兴趣。

[教学重点与难点]各种仪器分析方法

第一节仪器分析和化学分析

1、化学分析

2、仪器分析

第二节仪器分析方法

1、光分析法

2、电化学分析法

3、色谱分析法

4、其它仪器分析法

第三节仪器发展概况

第一章电磁辐射基础

[教学目的]初步了解电磁辐射，电磁波谱的基本概念，正确理解原子光谱和分子光谱，熟悉射光谱、吸光谱、荧光光谱和曼散射，并对上述概念加以对比和区分。

[教学重点与难点]电磁辐射的基本性质，原子光谱与分子光谱，发射光谱与吸收光谱。

第一节电磁辐射的基本性质

1、电磁辐射

2、光的二象性

3、辐射能参数

4、辐射能的特性

第二节原子光谱与分子光谱

1、原子光谱

2、分子光谱

第三节光分析法的分类

1、光谱法

2、非光谱法

第二章原子发射光谱

[教学目的]掌握发射光谱法（AES）基本原理，影响谱线强度的因素；谱线强度与组分浓度的关系、定性、定量分析方法。

理解内标法原理，了解AES仪器的组成及各部伯的作用。

[教学重点与难点]AES方法原理，定性定量分析方法，仪器结构及各部分的功能。

第一节方法原理

1、原子光谱的产生

2、谱线强度

3、谱线的自吸和自蚀

第二节仪器装置

1、光源

2、分光原件

3、检测器

第三节分析方法

1、光谱定性分析

2、光谱半定量分析

3、光谱定量分析

第三章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法

[教学目的]掌握原子吸收光谱法（AAS）基本原理AAS分析中的干扰及消除，定量分析方法。

理解发积分吸收与峰值吸收，仪器构造及各部分的功能。

[教学重点与难点]AAS、AFS方法原理，AAS定量分析方法，AAS光度计的构造及各部件的功能。

第一节概述

第二节原子吸收分光光度法基本原理

1、基态原子与激发态原子的关系

2、原子吸收线的宽度

3、原子吸收的测量

第三节原子吸收分光光度计

1、光源

2、原子化器

3、单色器

4、检测器

第四节原子吸收光谱法分析方法

1、标准曲线法

2、标准加入法

3、干扰及消除方法

4、灵敏度和检测限

第五节原子荧光光谱法简介

第四章紫外可见分光光度法及荧光分析法

[教学目的]掌握光吸收定律及其影响因素，理解化合物的电子光谱的产生基理及溶剂等对其的影响，紫餐吸收光谱的特点。

了解紫外可见分光光度计的构造太紫外分光光度法的应用。

了解荧光分析法及基应用。

[教学重点与难点]光吸收基本定律，无机、有机化合物的紫外吸收光谱、荧光光谱，方法应用。

第一节概述

1、分子光谱的产生

2、分子光谱的类型

3、光谱吸收曲线

第二节化合物电子光谱的产生

1、有机化合物的电子光谱

2、无机化合物的电子光谱

3、溶剂对电子光谱的影响

第三节紫外可见光光度计

1、主要组成部件

2、分光光度计的类型

第四节紫外可见分光光度法的应用

1、定性分析

2、有机化合物构型和构象的确定

3、定量分析

4、其它方面的应用

第五节分子荧光光谱分析法

1、化学发光法分类

2、分子荧光光谱的产生

3、荧光光度计

4、应用

第五章电分析化学导论

[教学目的]掌握化学电池的原理及书写方法，能斯特方程的应用，电分析化学中的术语和基本概念。

了解电极的类型，电分析法的分类和应用

[教学重点与难点]能斯特方程的应用，电分析化学中的术语和基本概念。

第一节电分析方法分类

1、电导分析法

2、电位分析法

3、电解分析法

4、库化分析法

5、伏安法和极谱分析法

第二节电分析化学中某些基本术语与概念

1、电极符号

2、电极的分类

3、指示电极、工作电极、参比电极、辅助电极与对电极

4、电流的性质和符号

第三节电分析方法的特点及应用

1、电分析方法的特点

2、电分析方法的应用

第六章电位分析法

[教学目的]掌握离子选择电极（ISA）的作用原理和响应机理，膜电位的产生，电位分定量分析方法，电位滴定法，PH值的测定方法以及离子选择电极的分类及性能。

了解电位分析法的特点及应用。

[教学重点与难点]离子选择电极的作用原理、响应机理，离子选择电极的性能参数，电位分析方法。

第一节膜电位的产生

1、扩散电位

2、道南电位

第二节ISE的作用原理

1、电极构造

2、作用原理

第三节ISE的类型及响应机理

1、玻璃电极

2、晶体膜电极

3、流动载体电极

4、气敏电极

5、酶电极

6、离子敏感场效应晶体管

第四节ISE的性能参数

1、检测限与响应斜率

2、电位选择性参数

第五节定量分析方法

1、测量仪器与参比电极

2、PA（PH）值的实用意义

3、活度与浓度

4、直接比较法

5、校正曲线法

6、标准加入法

7、电位法的方法误差

第六节电位分析法的应用

1、直接电位法

2、电位滴定法

第七章电解和库仑分析法

[教学目的]掌握法拉第电解定律，电解分析法基本原理，去极化剂的作用。

理解恒电位及恒电流两种电解过程，电流效率及影响因素，库仑分析与电解分析的异同。

[教学重点与难点]法拉第电解定律，电解分析、库仑分析方法原理

第一节电解分析的基本原理

1、电解现象

2、分解电压与析出电位

3、极化现象及过电位

4、电解时离子的析出次序及完全程度

第二节电解分析方法及其应用

1、恒电流电解法

2、控制电位电解法

3、汞阴极电解法

第三节库仑分析法

1、法拉第电解定律

2、控制电位库仑分析法

3、库仑滴定法

第八章伏安和极谱分析法

[教学目的]掌握极谱分析基本原理，尤考维厅方程，可逆极谱波方程，干扰电流及其消除，极谱定量定性分析方法。

理解极谱分析的异同，电容电流的产生，毛细管曲线。

了解示波极谱法，脉极谱法，循环伏安法和溶出伏安法等方法原理。

[教学重点与难点]普通极谱分析基本原理、示波极谱法基本原理，可逆极谱波方程，尤考维奇方程，定量分析方法。

第一节普通极谱法的基本原理

1、基本装置和电路

2、极谱波的形成

3、极谱分析法的特点

第二节极谱定量分析

1、扩散电流方程式

2、影响扩散电流的主要因素

3、极谱分析中的干扰电流

4、定量分析方法

第三节极谱波的类型及其方程式

1、极谱波的类型

2、极谱波方程式

3、半波电位与标准电极电位的关系

第四节单扫描汇款单波极谱法

1、单扫描极谱仪的基本电路和装置

2、峰电流的性质

3、单扫描极谱法的特点及应用

第五节其它一些伏安法

1、循环伏安法

2、脉冲极谱法

3、极谱催化波和络合物吸附波

4、溶出伏安法

第九章电导分析法

[教学目的]掌握电导分析法基本原理、电导的计算，电导滴定法及其应用。

了解电导测量方法

[教学重点与难点]电导的概念及计算，电导的测量。

第一节电导的基本概念及其测量方法

1、电导、电导率和摩尔电导

2、溶液电导的测量

第二节电导分析方法及应用

1、电导法

2、电导滴定法

第十章色谱法原理

[教学目的]掌握色谱法基本理论（塔有理论和速率理论），线性洗耳恭听脱色谱名词术语及相关计算，定性、定量分析方法。

[教学重点与难点]色谱法基本理论（塔极理论、速率理论），定量分析方法，色谱术语及相关计算。

第一节概述

1、色谱法发展概况

2、色谱法的分类

第二节线性洗脱色谱及名词术语

1、基线

2、峰高

3、保留值

4、区域宽度

第三节色谱法基本理论

1、塔板理论

2、速率理论

3、液相色谱中的速率理论

第四节分离度

1、柱效和选择性

2、分离度

第五节定性和定量分析

1、定性分析

2、定量分析

第十一章气相色谱法

[教学目的]掌握气相色谱法基本原理，色谱条件的选择，定性、定量分析方法。

理解热导池氢为焰、电子捕获检测器的工作原理和特点。

了解气相色谱的构造及各部件的作用。

[教学重点与难点]气相色谱法基本原理，色谱条件的选择，检测器的工作原理及应用特点。

第一节气相色谱仪

1、气相色谱仪的工作过程

2、气相色谱仪

第二节气相色谱固定相及其选择

1、固定液

2、载体

3、固体吸附剂

4、新型固定相

第三节气相色谱分离条件的选择

1、载气及其线速的选择

2、柱温的选择

3、柱长和内径的选择

4、载气的选择

5、进样时间和进样量

第四节气相色谱分析方法及应用

1、定性分析

2、定量分析

3、气相色谱法的应用

第十二章高效液相色谱法

[教学目的]掌握高效液相色谱分析基本原理，液相固色谱分析和液液色谱分析的方法原理。

了解化学键合相色谱、离子交换和离子对色谱法及空间排斥色谱法的方法原理，高效液相色谱仪的构造和部分的作用。

[教学重点与难点]液固色谱工作原理，液液色谱工作原理

第一节高效液相色谱仪

1、高压输液系统

2、进样系统

3、色谱柱

4、检测系统

5、附属系统

第二节液固色谱

1、保留机制

2、固定相

3、流动相

4、应用

第三节液液色谱

1、分离原理

2、固定相

3、流动相

4、应用

第四节化学键合相色谱

1、化学键合固定相

2、反相键合相色谱

3、极性键合相色谱

4、离子性键合相色谱

第五节离子交换和离子对色谱法

1、离子交换色谱法

2、离子对色谱

第六节空间排斥色谱

1、原理

2、色谱柱填料和流动相

3、应用

（二）实验部分

学时数（54学时）

四、课程学时分配：

序号

章节标题

学时

其中

讲授

讨论

实验

上机

习题

其他

绪论

1

1

第一章

电磁辐射基础

2

2

第二章

原子发射光谱

5

5

第三章

原子吸收光谱法与原子荧光光谱法

4

4

第四章

紫外可见分光光度法及荧光分析法

3

3

第五章

电分析化学导论

1

1

第六章

电位分析法

5

5

第七章

电解和库伦分析法

2

2

第八章

伏安和极谱分析法

6

6

第九章

电导分析法

1

1

第十章

色谱法原理

5

5

第十一章

气相色谱法

5

5

第十二章

高效液相色谱法

2

2

实验1

取代基及溶剂对苯的紫外吸收光谱的影响

4

4

实验2

苯甲酸和聚苯乙烯红外吸收光谱测绘

4

4

实验3

原子吸收光谱法测定实验

4

4

实验4

原子发射光谱法定性、半定量分析

4

4

实验5

荧光分析测定邻、间—羟基苯甲酸混合物中二组分含量

4

4

实验6

气相色谱定量校正因子测定

4

4

实验7

对羟基苯甲酸酯类混合物的反相高效液相色谱分析

6

6

实验8

硫酸、磷酸混合酸的电位滴定

4

4

实验9

氟离子选择电极测定饮用水中的氟含量

4

4

实验10

库仑滴定法测定砷

4

4

实验11

单扫描极谱法测定痕量铅

4

4

实验12

循环伏安法

4

4

实验13

乙酸乙酯中各种微量成分的分离与鉴定

（气－质联用法）

4

4

合计

96

42

54

五、分专业、层次的不同要求的有关说明：

无

六、课程作业与考核评价：

本课程考核以课程闭卷考试成绩加上平时成绩（包括实验、课外作业和学习态度）为总成绩，其中考试成绩占60～70％，平时成绩占30～40％。

七、教材及主要参考书

教材：

《仪器分析》武汉大学化学系编，高等教育出版社出版，《仪器分析实验》武汉大学化学系编

参考书：

1、《仪器分析》，第二版，朱明华纥，高等教育出版社出版

2．《仪器分析》北京大学化学系编，北京大学出版社出版

2、《仪器分析》李启隆、迟锡增等编，北京师范大学出版社出版

3、《仪器分析》方禹之主编，华东师范大学出版社出版

4、《分析科学与分析技术》方禹之主编，华东师范大学出版社出版

5．《仪器分析实验》武汉大学化学系编，高等教育出版社出版

6、《仪器分析实验》南昌大学化学系编，南昌大学出版社出版

7、《基础化学实验（Ⅱ）》赣南师范学院化学与生命科学系编（自编教材）

课程教学标准批准：

系（院）分管领导制定：

赖晓绮