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1、仪器分析教学大纲（Instrumental Analysis）课程编号： 总学时数：48学分数：3 开课单位：化学化工学院课程的性质与任务仪器分析是四年制环境科学本科专业学生的一门专业核心必修课程，是测定物质的化学组成、含量、状态和进行科学研究与质量监控的重要手段。通过本课程的教学，旨在使学生：了解常用的分析方法和仪器结构的基本原理、特点及其应用；了解和掌握仪器分析的基础理论知识和基本概念；培养学生应用仪器分析方法解决相应分析问题的能力。具体介绍以下内容：光学分析法介绍发射光谱法、原子吸收分光光度法、紫外-可见分光光度法和红外分光光度法；电化学分析法介绍电位分析法、电解和库仑分析法、极谱和伏安
2、分析法；色谱法介绍气相色谱法和液相色谱法。仪器分析课程的实践性很强，为使学生真正掌握仪器分析的理论和方法，开设了一定数量的实验，具体见基础化学实验III实验大纲。大纲中规定的课时数分配仅供参考，内容次序也可以适当变动，*内容为选讲。本课程是考试科目，建议采用闭卷笔试形式进行考核。大纲内容与基本要求第一章 绪论第一节 仪器分析的分类第二节 仪器分析的发展趋势教学要求： 1.了解仪器分析方法的分类、特点和发展趋势；2.了解定量分析方法的评价指标。第二章 光学分析法导论第一节 电磁辐射的基本性质第二节 电磁辐射与物质的相互作用教学要求：1.了解电磁辐射的一些基本性质；2.理解各波长区域电磁辐射与物质
3、之间的相互作用。第三章 紫外-可见分光光度法第一节 分光光度法基本原理1.光的基本性质2.物质对光的吸收3.溶液的吸光定律第二节 分子吸收光谱第三节 有机化合物的紫外吸收光谱1.生色基团2.助色基团3.吸收带4.溶剂对紫外吸收光谱的影响5.紫外光谱的解析第四节 可见及紫外分光光度计1.光源2.单色器3.吸收池4.检测系统5.可见及紫外分光光度计结构类型教学要求： 1.了解分子吸收光谱的产生、特点及其基本原理；2.掌握有机化合物紫外光谱的产生，利用紫外吸收光谱进行有机物结构分析的方法；3.了解可见及紫外分光光度计的结构及工件原理。第四章 红外分光光度法第一节 概述第二节 基本原理1.产生红外吸收
4、的条件2.振动形式3.吸收峰位置4.吸收峰强度第三节 基团频率和特征吸收峰1.官能团区2.指纹区3.主要基团的特征吸收峰第四节 红外分光光度计1.色散型红外分光光度计2.傅立叶变换红外分光光度计第五节 应用1.定性分析2.定量分析教学要求：1.了解红外光谱区、红外光谱的表示、红外光谱法的特点；2.理解分析红外光谱产生的原因和基频峰波数的影响因素；3.掌握常见基团的特征吸收峰在红外光谱中的位置和分子骨架对光谱的影响；4.了解红外分光光度计的结构及工作原理；5.了解红外图谱解析的方法和要点，初步掌握未知物结构分析的基本方法。*第五章 分子发光分析法第一节 荧光分析法第二节 磷光分析法第三节 化学发
5、光分析法教学要求：1.了解荧光分析法的原理、特点及其应用；2.了解磷光分析法的原理、特点及其应用；3.了解化学发光分析法的原理、特点及其应用。第六章 原子发射光谱分析法第一节 发射光谱法基本分析过程第二节 基本原理1.原子光谱的产生2.谱线强度3.自吸与自蚀第三节 光谱分析仪器1.光源2.光谱仪第五节 光谱定性、半定量分析1.光谱定性分析2.光谱半定量分析3.光谱定量分析教学要求： 1.了解发射光谱分析的基本过程；2.理解原子光谱产生原因、谱线强度与试样中元素浓度的关系，以及影响谱线强度的因素；3.基本掌握激发光源的工作原理、摄谱仪的构造、感光板的乳剂特性曲线；4.掌握光谱定性、半定量分析方法
6、，内标法定量分析的原理以及准确定量的条件。第七章 原子吸收分光光度法第一节 概述第二节 基本原理1.原子吸收光谱的产生2.原子吸收谱线的轮廓3.原子吸收的测量第三节 仪器1.光源2.原子化器3.分光系统4.检测系统第四节 干扰及其消除1.干扰效应2.背景校正方法 第五节 原子吸收光谱定量分析1.定量分析方法2.灵敏度和检测方法教学要求：1.了解原子吸收分光光度法的基本过程和装置；2.理解原子吸收谱线的产生、各种变宽作用、积分吸收法和峰值吸收法的比较和选择；3.掌握空心阴极灯的构造和工作原理，掌握火焰原子化法和无火焰原子化法的仪器构造和特点；4.了解物理、化学、电离、光谱等干扰的产生及其校正方法
7、；5.掌握定量分析方法。第八章 电分析化学导论第一节 电分析化学方法导论第二节 化学电池1.原电池2.电解池第三节 电极电位与液体接界电位1.电极电位2.液体接界电位第四节 电极的种类教学要求：1.了解电化学分析法的分类及特点；2.理解分析化学电池的基本行为；3.了解研究界面电位的产生；4.掌握实验室常用的电极。第九章 电位分析法第一节 离子选择性电极的分类及响应机理1.离子选择性电极的分类2.玻璃电极3.晶体膜电极第二节 离子选择性电极的性能参数第三节 测定离子活度的方法1.标准曲线法2.标准加入法3.连续标准加入法第四节 电位滴定法1.电位滴定曲线2.指示电极的选择教学要求：1.掌握玻璃电
8、极和晶体膜电极的测定原理和测定方法；2.掌握离子选择性电极的工作原理以及选择性系数的概念；3.了解各种直接电位法的测定方法及实验条件；4.了解电位滴定的方法、终点的确定以及指示电极的选择。第十章 电解分析与库仑分析法第一节 电解分析法1.电解分析的基本原理2.电解分析方法和应用第二节 库仑分析法1.控制电位库仑分析法2.库仑滴定法教学要求：1.了解电解分析的过程、电解过程中离子浓度与电位变化的关系；2.了解库仑分析的原理及方法。第十一章 极谱分析法第一节 极谱分析法概述1.一般装置2.极谱波的形成3.极谱过程的特殊性第二节 极谱定量分析1.扩散电流方程式2.影响扩散电流的因素3.干扰电流及其消
9、除方法第三节 极谱定量分析方法1.波高的测量2.定量分析方法第四节 线性扫描伏安法和循环伏安法1.单扫描极谱法2.循环伏安法3.溶出伏安法教学要求：1.了解极谱法的一般知识；2.了解扩散电流的形成、扩散电流大小及其影响因素；3.掌握极谱干扰电流的产生和消除方法；4.了解极谱测定进行的条件和方法；5.了解新的伏安分析方法的分析过程和基本原理。第十二章 色谱分析法第一节 概述第二节 色谱理论基础1.塔板理论2.速率理论3.分离度教学要求：掌握色谱法的方法、分类以及色谱分离的基本原理。第十三章 气相色谱法第一节 气相色谱法的特点第二节 气相色谱仪第三节 气相色谱流动相和固定相第四节 定性和定量教学要
10、求： 掌握气相色谱图、常用术语和定性定量的方法。第十四章 高效液相色谱法第一节 液相色谱法的特点第二节 高效液相色谱仪第三节 高效液相色谱的类型第四节 色谱分离方法的选择1.分子量2.溶解度3.化学结构教学要求：1.理解液相色谱法的分离原理和高效液相色谱仪的应用；2.了解液相色谱分离方法选择的基本原则。*第十五章 核磁共振波谱法第一节 核磁共振基本原理第二节 核磁共振波谱主要参数第三节 核磁共振波谱仪第四节 核磁共振波谱法应用教学要求：1.了解核磁共振基本原理2.了解核磁共振应用*第十六章 质谱分析法第一节 质谱分析法原理和仪器第二节 质谱图和主要离子峰第三节 质谱分析法应用第四节 色谱-质谱
11、仪教学要求：1.了解质谱法的基本原理；2.了解质谱法的应用。*第十七章 其它仪器分析方法第一节 流动注射分析第二节 热分析第三节 拉曼光谱法第四节 X射线分析教学要求：1.了解流动注射分析法、热分析、拉曼光谱法、X射线分析的基本原理；2.了解注射分析仪、热分析仪、拉曼光谱仪、X射线分析仪的结构。学时分配章教学内容学时分配一绪论1课时二光学分析法导论1课时三紫外-可见分光光度法4课时四红外分光光度法6课时五原子发射光谱分析法4课时六原子吸收分光光度法6课时七电分析化学导论2课时八电位分析法3课时九电解分析与库仑分析法2课时十极谱分析法3课时十一色谱分析法4课时十二气相色谱法4课时十三高效液相色谱法4课时机动4课时合计 48课时教材及参考书目：1武汉大学.分析化学(下册).第五版.北京:高等教育出版社,2007年2孙延一,吴灵.仪器分析.武汉:华中科技大学出版社,2012年3黄一石.仪器分析.第二版.北京:化学化工出版社,2009年4张晓敏.仪器分析.杭州:浙江大学出版社,2012年5刘志广.仪器分析.北京:高等教育出版社,2007年6董慧茹.仪器分析.第三版.北京:化学化工出版社,2010年7丁明洁.仪器分析.北京:化学化工出版社,2008年8梁述忠.仪器分析.第二版.北京:化学化工出版社,2008年
