《仪器分析》课程整体教学设计
《仪器分析》课程整体教学设计
（2016－2017第一学期）一、管理信息：
二、课程设计：
1．课程目标设计
本课程的课程目标是使学生掌握可见分光光度计、原子吸收分光光度计等生化常用分析检测仪器的结构、性能和使用方法，培养学生对生化产品进行分析检验的能力，在检验过程中熟练使用各种仪器的能力，以及对产品的质量进行判断的能力。
能力目标：
1.能利用标准和相关规定进行分析，确定分析项目；
2.能正确采样、制样并对样品进预处理；
3.能选择合适方法对样品进行分析；
4.能够熟练使用各种相关仪器；
5.能对实验数据进行分析和处理并对产品质量进行评价；
6.能对仪器进行简单的保养和维护。
知识目标：
1.掌握不同试样的采集及制备方法；
2.熟悉样品的分离富集原理和方法；
3.掌握主要分析仪器(可见分光光度计、紫外分光光度计、红外色谱、原子吸收分光光度计和
气象色谱仪等)的使用方法及原理；
4. 掌握实验结果的处理、判断方法及评价方法。
2．课程教学活动设计
2．1课程内容设计
2．3教学进度表
教材名称：《仪器分析》
编（著）者：黄一石
出版社：中国轻工业出版社
版本：第二版
参考资料：《食品检验技术》穆华荣化学工业出版社
《无机及分析化学》高职高专化学类教材贾欣欣任丽萍中国建材工业出版社网络新闻资讯
实践教学相关材料仪器和药品
四、教学组织形式
根据本课程的教学活动方案设计，理论部分实行班级授课，实践部分分组教学。
五、考核方案
考核形式：包括形成性考试和终结性考试。
（一）形成性考试
1、平时成绩
平时成绩主要分为：1）出勤情况；2）课堂纪律；3）上课表现，即是否能够积极参与课堂讨论；4）课堂提问，即是否能够主动回答问题，以及回答问题的结果；5）书面作业，包括是否能够按时完成，完成质量，有无抄袭现象。
2、项目完成情况
包括：实验项目操作和任务单完成情况，本部分主要考核学生对该课程能力目标的实现程度，分为：1）实验室表现，即是否能遵守实验室规章制度以及是否能按照规定使用各类仪器；2）动手操作能力；3）查阅资料情况；4）任务单书写，即是否独立完成实验报告书写，以及是否真实记录实验结果、是否合理详细地讨论。
（二）终结性考试
采取期末闭卷考试，时间为80分钟，主要考核学生对该课程知识目标的理解和掌握程度。
成绩评定标准如下：
1、平时成绩（20%）
主要是：出勤（5%）、纪律与回答提问（5%）、作业（10%）。
2、项目完成情况（30%）
包括：实验实训表现及技能（通过工作任务单统一评定，20%）,技能考核(10%)随堂完成。
3、期末理论考试（60%）
成绩评定细则如下：
六、需要说明的其他问题
1.关于教材内容的处理
根据课程的性质和教学课时安排，针对高职高专教育的目标和学生现有的程度以及各仪器在工作中的使用状况，设计了教学内容，在教学过程中对教材做了一些变动：（1）对常规常用的仪器进行详尽的教授，实行理论实践一体化教学；（2）个别仪器分析方法实习仿真教学，理论知识弱化，强度实践操作和应用。
仪器分析课程教学大纲
《仪器分析》课程教学大纲 课程编号：190142110 课程类型：必修课 英文名称：Instrumental Analysis 课程类型：基础方向课 学时：64学时讲课学时：60学时 学分：4学分 适用对象：环境科学专业、化学专业 先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、高等数学、计算机 执笔人：刁春鹏审定人：张金萍 一、课程的性质、目的与任务以及对先开课要求 仪器分析是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行定性分析，定量分析，形态分析及结构分析。它具有测定快速、灵敏、准确和自动化程度高等特点，它是分析化学的发展方向。 仪器分析是化学专业必修的基础课程之一。仪器分析的主要任务是介绍常用的主要仪器分析方法，介绍这些分析方法的基本原理、基本概念和典型仪器的结构与性质，利用这些仪器完成定性、定量、定结构的分析任务，为今后开展科学研究和更好的指导工农业生产打下牢固的基础。 仪器分析是建立在无机化学、分析化学、有机化学、高等数学、物理学及计算机基础上的后续课程，它为后续课和今后的科研工作打下扎实的理论基础和操作技能。它是许多学科进行科学研究不可缺少的重要测试手段，并在提高人才素质和实现现代化的进程中，发挥着越来越重要的作用。 二、教学重点与难点 本课程重点介绍光谱、电化学和色谱三大块和质谱法的内容。 掌握常用仪器分析方法的基本原理、基本知识和基本技能。如：紫外-可见吸收光谱法，红外吸收光谱法，分子发光分析法，原子发射光谱法原子吸收光谱法，电位分析法，极谱分析法，色谱分析法，核磁共振波谱法和质谱分析法等。 了解仪器的结构及常用仪器的主要组成部分，学会使用一些仪器。 要求学生初步具有根据分析的目的、要求和各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择适宜的分析方法以解决分析化学问题的能力。了解一些仪器分析方法和技能在实际中的应用，为后续课的学习及今后科学研究打下一定的基础。 三、与其他课程关系 仪器分析是建立在无机化学、分析化学、有机化学、高等数学、物理学及计算机基础上的后续课程，用到先修课的一些基础知识。 四、教学内容、学时分配及基本要求 第1章绪论 学时：2
仪器分析课程教学设计
仪器分析 专业名称；工业分析与检验专业 课程学分：5 总学时：90 课程类型专业核心课程 一、课程定位 为工业分析与检验专业的专业核心课程，根据检验专业的人才培养目标，对应检验工的岗位需求，整合教学内容，“教－学－做”一体化、项目导向、任务驱动教学，体现职业道德培养和职业素质养成的需要。通过本课程的学习，使学生掌握常用仪器分析的方法，熟练使用分析仪器，更重要的是学会正确选择分析方法，解决相应问题，具备从事轻化产品检验的能力，为学生将来从事轻工产品和化工产品的检验和管理工作打下良好的技术基础。它以无机化学，分析化学、有机化学及物理学等课程的学习为基础，是下一步进行顶岗实习的基础。 二、课程教学设计理念和思路 以职业能力培养为重点，与行业企业合作，根据行业企业发展需要和完成检验工工作任务所需要的知识、能力、素质要求。本课程倡导项目教学法，以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。其总体设计思路是，课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。项目设计以具体实训项目为线索来进行，项目如下：纯碱中微量铁测定、废液中Co2+和Cr3+检测、水中苯酚含量分析、自来水中钙含量测定、水中铜含量分析、洗发水pH值的测定、牙膏中氟含量检验、废液中I-和Cl-的分析、白酒中杂醇油的测定、乙醇中微量水分析、西瓜中多糖的测定以及茶叶中咖啡因的分析等。这些项目包含了仪器分析类型：可见光光度法、紫外光分光光度法、原子吸收分光光度法、电位分析法、气相色谱法和高效液相色谱法。应用了标准曲线法、标准加入法、比较法、归一化法、内标法及外标法
仪器分析教案
1.1 仪器分析和化学分析两者的区别在于：①检测能力②样品的需求量③分析效率④使用的广泛性⑤精确度 1.2 仪器分析方法的分类 根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类 ⒈ 学分析法 以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法 ? ???? ?的变化折射、衍射等基本性质物质之后，引起反射、非光谱法：电磁波作用拉曼散射 磁辐射的吸收、发射或光谱法：依据物质对电 ⒉电化学分析法 依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法 ⒊色谱法 以物质在两相间（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析。 ⒋其它仪器分析方法包括质谱法、热分析法、放射分析等 。 第二章 紫外－可见吸收光谱法 紫外－可见吸收光谱法历史较久远，应用十分广泛，与其它各种仪器分析方法相比，紫外－可见吸收光谱法所用的仪器简单、价廉，分析操作也比较简单，而且分析速率较快。 在有机化合物的定性、定量分析方面，例如化合物的鉴定、结构分析和纯度检查以及在药物、天然产物化学中应用较多。 本章内容： 本章主要讨论了紫外－可见吸收光谱的产生、紫外－可见分光光度计仪器原理和结构以及紫外－可见吸收光谱法在有机定性及结构分析中的应用。 讲解思路： 让学生首先了解：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。而各种化合物，无机化合物或有机化合物吸收光谱的产生在本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。电子跃迁类型是本章的难点。最后了解利用紫外－可见分光光度计可使物质产生吸收光谱并对其进行检测。鉴定的方法是本章的重点。 2.1.光分析法概论 内容提要：电磁辐射的波动性和粒子性 电磁波谱原 重点难点：电磁波谱区 一、电磁辐射的性质 电磁辐射具有波动性和粒子性。 ⒈波动性 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率(υ)、波长(λ)和波数(δ)等波参数表征。掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。 ⒉微粒性 普朗克方程 E λ ?=υ=c h h (2－3) 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来， 二、电磁波谱 按照波长的大小顺序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。能用于光学分析的是中能辐射区，包括紫外、可见光区和红外区。 2.2.紫外-可见吸收光谱 内容提要：介绍紫外－可见吸收光谱法的基本概念。紫外－可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。也称作紫外和可见吸收光度法，它包括比色分析和紫外－可见分光光度法。 不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。无机化合物和有机化合物吸收光谱的产生本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。 有机化合物吸收可见光或紫外光，σ、π和n 电子就跃迁到高能态，可能产生的跃迁有σ→σ*、n →σ*、π→π*和n →π*。各种跃迁所需要的能量或吸收波长与有机化合物的基团、结构有密切关系，根据此原理进行有机化合物的定性和结构分析。 无机络合物吸收带主要是由电荷转移跃迁和配位场跃迁而产生的。电荷转移跃迁的摩尔吸收系数很大，根据朗伯－比尔定律，可以建立这些络合物的定量分析方法。 重、难点：分子的电子能级和跃迁 生色团的共轭作用 d-d 配位场跃迁 金属离子影响下的配位体π－π*跃迁。 2.3.朗伯比耳定律
仪器分析实验教案
实验一 气相色谱法测定烷烃混合物中正己烷、正庚烷和正辛烷的含量 —归一化法定量 、实验目的: 1 、掌握归一化法的定量的基本原理以及测定方法 2、了解气相色谱仪器的结构，掌握基本使用方法 ?、实验原理 色谱定性分析的任务是确定色谱图上各色谱峰代表何组分，根据各色谱峰的保留值进行 色谱定性分析。 在一定的色谱操作条件下，每种物质都有一确定不变的保留值 定性的依据，只要在相同色谱条件下，对已知纯样和待测试样进行色谱分析， 分别测量各组 分峰的保留值，若某组分峰的保留值与已知纯样相同，则可认为二者是同一物质。这种色谱 定性分析方法要求色谱条件稳定，保留值测定准确。 确定了各个色谱峰代表的组分后，即可对其进行定量分析。色谱定量分析的依据是第 个待测组分的质量与检测器的响应信号（峰面积A ）呈正比： m i =f i X A 式中A 为其峰面积（cm 2 ），f i 为相对校正因子。 经色谱分离后，混合物中各组分均产生可测量的色谱峰；则可按归一化公式计算各组分 的质量分数，设为 f i 相对校正因子，则 归一化法的优点是计算简便，定量结果与进样量无关，且操作条件不需严格控制。缺点 所有组分必须全部分离出峰。 三、 仪器和试剂 1 .仪器：GC-14C 型气相色谱仪；氢火焰离子化检测器（FID ）; N2000色谱工作站；毛细 管色谱柱（非极性）；微量进样器（luL ）,高纯度（99.999%）的氢气、氮气、压缩 空气等高压钢瓶。 2 .试剂：正己烷、正庚烷、正辛烷均为 AR 混合物试液。 四、 色谱条件 毛细管色谱柱：①0.22mmx 25m 柱温：80C ；气化室温度：180C ；检测器温度（FID ）: 180^； 衰减为2;氢气：空气=1:10 （流量）；载气为N （99.999%），柱前压力为：0.08MPa: 五、 实验步骤 1. 开机，先打开载气氮气高压钢瓶，调节减压阀使钢瓶输出压力为 0.4~0.3MPa ，检查色谱 柱安装及气路是否正确，有没有漏气；然后调节柱前压到 0.08 MPa 打开电源开关，按实验 条件的要求设定 （如保留时间），故可作为 m i A f i A 2 f 2 Af i — 100% A n f n
《仪器分析》教案讲义-05.doc
第五章紫外一可见分光光度法 %1.教学内容 1.紫外一可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电了能级跃迁的类型和特点） 2.吸收定律及其发射偏差的原因 3.仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正 4 . 分析条件的选择 5. 应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用%1.重点与难点 1.比较有机化合物和无机化合物各种也子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值 2.进行化合物的定性分析、结构判断 3.定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法） 4.物理化学常数的测定 %1.教学要求 1.较为系统、深入地掌握各种电了跃迁所产生的吸收带及其特征、应用 2.熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择 3.较为熟练仪器的类型、备组件的工作原理 4.运用各种类型光谱及人岫的经验规则，判断不同的化合物 5.掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法 6.一般掌握某些新的分析技术 %1.学时安排5学时 研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法称 为紫夕卜■可见分光光度法。紫外一可见分光光度法是利用某些物质的
分子吸收200?800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁,广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。 第一节紫外一可见吸收光谱 一、分子吸收光谱的产生 在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。在每一电了能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。 若用△ E电子、△ E振动、△ E转动分别表小电子能级、振动能级转动能级差，即有△ E电子〉△ Em> △E转动。处在同一电子能级的分子，可能因其振动能量不同，而处在不同的振动能级上。 当分子处在同一电子能级和同一振动能级时，它的能量还会因转动能量不同，而处在不同的转动能级上。所以分子的总能量可以认为是这三种能量的总和：E分子=￡电子+ E振动+ E转动 当用频率为v的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能级之差左E 恰好等于该电磁波的能量hv时，即有 △ E = hv （h为普朗克常数） 此时，在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号（吸光度A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。 二、分子吸收光谱类型 根据吸收电磁波的范围不同，可将分子吸收光谱分为远红外 光谱、红外光谱及紫外、可见光谱三类。 分子的转动能级差一般在0.005?0.05cVo产生此能级的跃迁，需吸收波长约为250?25pm的远红外光，因此，形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。
《仪器分析》教案
《仪器分析》教案 绪 论 本章是《仪器分析》课程的介绍。主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联 系与区别,仪器分析方法的分类和它的发展情况，介绍仪器定量分析方法的评价指标。重点在于对分析方法进行评价的几项指标。学时计划为1学时。 内容提要:仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。 重点难点:仪器分析方法的分类 授课方式:讲授 一、仪器分析和化学分析 ⒈化学分析定义 ⒉仪器分析定义 ⒊两者的区别在于： ①检测能力 ②样品的需求量 ③分析效率 ④使用的广泛性 ⑤精确度 二、仪器分析方法的分类 根据测量原理和信号特点,仪器分析方法大致分为四大类 ⒈光学分析法 以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法 ? ?????的变化折射、衍射等基本性质物质之后，引起反射、非光谱法：电磁波作用拉曼散射 磁辐射的吸收、发射或光谱法：依据物质对电 ⒉电化学分析法 依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法 ⒊色谱法 以物质在两相间(流动相和固定相)中分配比的差异而进行分离和分析。 ⒋其它仪器分析方法 包括质谱法、热分析法、放射分析等 。 三、仪器分析的发展概述 发展趋势 ⒈计算机技术在仪器分析中的广泛应用,实现了仪器操作和数据处理自动化。 ⒉不同方法联用提高仪器分析的功能。
⒊各学科的互相渗透 第一章 光学分析法基础 本章是学习光学分析法之前应具备的基础知识。主要介绍光的波粒二象性,原子光谱和分子光谱基础知识。在介绍电磁辐射基础上重点讲解能级跃迁图。本章计划学时为1学时。 第一节 电磁辐射的性质 一、电磁辐射的性质 电磁辐射具有波动性和粒子性。 ⒈波动性 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率(υ)、波长(λ）和波数(δ)等波参 数表征。掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。 ⒉微粒性 普朗克方程 Ｅλ?=υ=c h h (１－１) 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来， 二、电磁波谱 按照波长的大小顺序排列可得到电磁波谱,不同的波长属不同的波谱区,对应有不同的 光子能量和不同的能级跃迁。 能用于光学分析的是中能辐射区,包括紫外、可见光区和红外区。 第四节 原子光谱和分子光谱 内容提要： 原子光谱项、原子光谱能收图及原子光谱选择定则，分子光谱能收分子吸 收光谱和分子发光光谱 重点、难点:原子光谱项、分子光谱能及跃迁图 授课方式: 讲授 一、原子光谱 原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁 ⒈核外电子的运动状态 原子接到电子的运动状态可以用主量数n 、角量子数ｌ2、磁量子数ｍ和自旋量子数s 来描述。 ⒉光谱项 原子的能量状态需要用ｎ.L.S ．J 四个量子数为参数的光谱项来表征。
仪器分析课程教案
第十二章电解分析法和库仑分析法 一、基本要点： 1.熟悉法拉第电解定律； 2.掌握控制电位电解的基本原理； 3.理解控制电位库仑分析方法； 4.掌握恒电流库仑滴定的方法原理及应用。 二、学时安排：4学时 电解分析法包括两方面的内容： 1．利用外加电源电解试液后，直接称量在电极上析出的被测物质的重（质）量来进行分析，称为电重量分析法。 2．将电解的方法用于元素的分离，称为电解分离法。 库伦分析法是利用外加电源电解试液，测量电解完全时所消耗的电量，并根据所消耗的电量来测量被测物质的含量。 第一节电解分析的基本原理 一、电解现象 电解是一个借外部电源的作用来实现化学反应向着非自发方 向进行的过程。电解池的阴极为负极，它与外界电源的负极相连；阳极为正极，它与外界电源的
正极相连。 例如：在C uS O4溶液侵入两个铂电极， 通过导线分别与电池的正极和负极相联。如果两极之间有足够的电压，那末在两 电极上就有电极反应发生。 阳极上有氧气放出，阴极上有金属铜析出。通过称量电极上析出金属铜的重量来进行分析，这就是电重量法。 二、.分解电压与超电压 分解电压可以定义为:被电解的物质在两电极上产生迅速的和连续不断的电极反应时所需的最小的外加电压。从理论上讲，对于可逆过程来说，分解电压在数值上等于它本身所构成的原电池的电动势，这个电动势称为反电动势。反电动势与分解电压数值相等，符号相反。反电动势阻止电解作用的进行，只有当外加电压达到能克服此反电动势时，电解才能进行。实际分解电压并不等于（而是大于）反电动势，这首先是由于存在超电压之故。 超电位（以符号η来表示）是指使电解已十分显著的速度进行时，外加电压超过可逆电池电动势的值。超电压包括阳极超电位和阴极超电位。对于电极来说，实际电位与它的可逆电位之间的偏差称为超电位。在电解分析中，超电位是电 化学极化和浓差极化引起的，前者与电极过程的不可逆性有关。后者与离子到达电极表面的速度有关。超电位是电极极化的度
《仪器分析》教学大纲
《仪器分析》教学大纲一、课程及教师基本信息 2：平时考核应占总成绩的40-70%。
二、任课教师简介 曾凡刚，教授，对仪器分析教学已有20多年的教学经验，能跟上现代各种仪器发展的步伐。 三、课程简介 课程梗概： 仪器分析课程适合于我校环境学院环境科学和环境工程专业的学生，是在学生具备了一定的无机化学、化学分析理论知识基础上开设的一门专业技术核心课。其任务是依据物质的物理及物理化学性质，采用精密仪器设备得到分析数据，鉴定物质体系的化学组成、测 定其中有关成分的含量和确定体系中物质的结构和形态，即要解决物质定性和定量问题。 教学目标： 1.掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分。 2.了解各仪器分析方法的应用对象及分析的基本过程。 3.初步了解当今世界各类分析仪器、分析方法及发展趋势，为今后的工作及更深一步地学习作必要的铺垫。 课程特点： 仪器分析需要一定的大学分析化学，大学物理等课程的基础。 四、学习要求与建议 包括预习、复习、课堂讨论（或实验（实践）操作）、课外交流、作业和文献阅读等自主学习、课堂（或实验（实践）教学环节）纪律、课程考核等方面的要求与建议。 五、教学进度、内容和要求 教学进度及基本内容
1.掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分。 2.了解各仪器分析方法的应用对象及分析的基本过程。 3.初步了解当今世界各类分析仪器、分析方法及发展趋势，为今后的工作及更深一步地学习作必要的铺垫。 【课外学习内容与要求】 第一章仪器分析概论 必读文献：《仪器分析》，北京大学仪器分析编写组，北京大学出版社《环境仪器分析》，环境科学出版社 参考文献：《仪器分析》，朱明华编，高等教育出版社，第四版； 《仪器分析》，方慧群等编，科学出版社 第二章光学分析法导论 必读文献：《仪器分析》，北京大学仪器分析编写组，北京大学出版社《环境仪器分析》，环境科学出版社 参考文献：《仪器分析》，朱明华编，高等教育出版社，第四版； 《仪器分析》，方慧群等编，科学出版社 第三章紫外－可见吸收光谱法 必读文献：《仪器分析》，北京大学仪器分析编写组，北京大学出版社《环境仪器分析》，环境科学出版社 参考文献：《仪器分析》，朱明华编，高等教育出版社，第四版； 《仪器分析》，方慧群等编，科学出版社 第四章红外吸收光谱法 必读文献：《仪器分析》，北京大学仪器分析编写组，北京大学出版社《环境仪器分析》，环境科学出版社 参考文献：《仪器分析》，朱明华编，高等教育出版社，第四版； 《仪器分析》，方慧群等编，科学出版社 第五章分子发光分析法
《仪器分析》教案7 红外吸收光谱法
第十章红外吸收光谱法 10．1教学建议 一、从应用实例入手，介绍红外吸收光谱法的基本原理和红外光谱仪结构特征。 二、依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构为目的,介绍红外光谱分析方法在定性及定量分析的方面的应用。 10．2主要概念 一、教学要求： （一）、掌握红外吸收光谱法的基本原理； （二）、掌握依据红外谱图确定有机化合物结构,推断未知物的结构方法； （三）、了解红外光谱仪的结构组成与应用。 二、内容要点精讲 （一）基本概念 红外吸收光谱——当用红外光照射物质时，物质分子的偶极矩发生变化而吸收红外光光能，有振动能级基态跃迁到激发态（同时伴随着转动能级跃迁），产生的透射率随着波长而变化的曲线。 红外吸收光谱法——利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法，称为红外吸收光谱法。 振动跃迁——分子中原子的位置发生相对运动的现象叫做分子振动。不对称分子振动会引起分子偶极矩的变化，形成量子化的振动能级。分子吸收红外光从振动能级基态到激发态的变化叫做振动跃迁。 转动跃迁——不对称的极性分子围绕其质量中心转动时，引起周期性的偶极矩变化，形成量子化的转动能级。分子吸收辐射能（远红外光）从转动能级基态到激发态的变化叫做转动跃迁。 伸缩振动——原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩的振动。 弯曲振动——原子沿化学键轴线的垂直方向的振动，又称变形振动，这是键长不变，键角发生变化的振动。 红外活性振动——凡能产生红外吸收的振动，称为红外活性振动，不能产生红外吸收的振动则称为红外非活性振动。 诱导效应——当基团旁边连有电负性不同的原子或基团时，通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化，从而引起键的力常熟的变化，使基团频率产生位移的现象。 共轭效应——分子中形成大 键使共轭体系中的电子云密度平均化，双键力常数减小，使基团的吸收频率向低波数方向移动的现象。 氢键效应——氢键使参与形成氢键的原化学键力常数降低，吸收频率将向低波数方向移动的现象。 溶剂效应——由于溶剂（极性）影响，使得吸收频率产生位移现象。 基团频率——通常将基团由振动基态跃迁到第一振动激发态所产生的红外吸收频率称为基团频率，光谱上出现的相应的吸收峰称为基频吸收峰，简称基频峰。 振动偶合——两个相邻基团的振动之间的相互作用称为振动偶合。
仪器分析教学大纲
《仪器分析》课程教学大纲 Instrumental Analytical Chemistry 一、课程说明 课程编码：02200110 课程总学时：48 周学时： 4 学分：3 开课学期：4 1．课程性质： 课程性质：专业必修 2．适用专业与学时分配： 适用于化学、应用化学专业 教学内容与学时分配 3．课程教学目的与要求： 本课程是化学相关专业的专业必修课，目的是使学生熟悉各种科学分析仪器的基本原理，掌握实验技能，加强学生分析问题和解决问题的能力。熟悉色谱分析法，液相色谱分析法，电位分析法，伏安分析法，库仑分析法，原子光谱法（原子发射，原子吸收），分子光谱法（紫外可见分光光谱法，
红外光谱法，荧光光谱法），核磁共振波谱法和质谱的基本原理及各种仪器的结构，工作原理及基本操作。 掌握各种分析方法的定性或定量的全过程，并且每一方法掌握1、2个实际测试实验。 教师在使用本大纲时,在必须完成规定的基本内容基础上,对讲授次序、课时分配和教学方式等方面可根据教学计划灵活掌握。 4．本门课程与其它课程关系： 先修课程为无机化学原理、元素无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等,是高等分析化学课程的基础。 5．推荐教材及参考书： 推荐教材：《仪器分析》，高等教育出版社，朱明华编，2008年，第四版。 参考书： （1）《仪器分析》，科学出版社，方惠群等编，2002年，第一版。 （2）《仪器分析习题精解》，科学出版社，胡胜等编，2006年，第二版。 （3）《仪器分析学习指导》，科学出版社，方惠群等编，2004年，第一版。 6．课程教学方法与手段： 所有内容采用多媒体教学 7．课程考试方法与要求： 考核方式：闭卷考试 评分标准：考试方式总成绩=平时成绩（出勤+作业）×10% +期末考试×90% 二、教学内容纲要 第一章引言（2学时） 1．教学目的与要求 主要讲明仪器分析的任务，内容，范围，让学生了解仪器分析发展的概况。 2．主要内容 仪器分析方法的分类、仪器分析的特点、仪器分析的发展以及仪器分析的应用。 第二章气相色谱分析（6学时） 1．教学目的与要求 （1）介绍色谱法有关的名词术语，色谱流出曲线。 （2）介绍塔板理论和速率理论。提出评价柱效能的三项指标，即柱效率（n），相对保留值（r）
仪器分析教案
仪器分析教案教案
教案一： 一、授课内容： 1、第一章绪论：仪器分析法的概念、分类、特点及发展趋势 2、第二章紫外—可见吸收光谱法 §2-1光学分析法概论 二、教学目的： 掌握仪器分析法、光学分析法的基本概念和分类 三、重点和难点： 重点：仪器分析法的概念、分类、特点 难点： 四、教学时数：2学时 五、教学方法与手段：启发式，提问式 六、本次课作业： 教案二： 一、授课内容： §2-2物质对光的选择性吸收 二、教学目的： 1、掌握吸收曲线的定义和意义 2、掌握分子光谱的产生 三、重点和难点： 1、重点：吸收曲线的定义和意义 2、难点：分子光谱的产生
四、教学时数：2学时 五、教学方法与手段：启发式、提问式、图表式 六、本次课作业： 教案三： 一、授课内容： §2-3光的吸收定律 二、教学目的： 1、掌握透光度、吸光度的定义 2、掌握朗伯-比耳定律及其使用条件和偏离原因 三、重点和难点： 1、重点：透光度、吸光度的定义，朗伯-比耳定律及其使用条件 2、难点：朗伯-比耳定律的偏离原因 四、教学时数：2学时 五、教学方法与手段：逻辑推理式、启发式、提问式 六、本次课作业： 教案四： 一、教学内容： §2-4分析仪器及分析方法 二、教学要求： 1、掌握分析仪器的组成和结构 2、掌握光电比色法和分光光度法 三、重点和难点： 1、重点：单色器、比色皿、分光光度法 2、难点： 四、教学时数：2学时
五、教学方法与手段：启发式、举例分析式 六、本次课作业：习题1、2、3 教案五： 一、授课内容： §2-3显色反应及其影响因素 §2-4光度测量误差和测定条件选择 二、教学目的： 1、掌握显色反应、显色剂、显色条件选择、参比溶液 2、掌握光度测量误差的概念 三、重点和难点： 1、重点：显色条件选择、参比溶液、光度测量误差的概念 2、难点：参比溶液、光度测量误差的概念 四、教学时数：2学时 五、教学方法与手段：启发式、提问式 六、本次课作业： 教案六： 一、教学内容： §2-7定量分析 §2-8红外吸收光谱法简介 二、教学要求： 1、掌握定量分析方法 2、了解高吸光度差示法、红外吸收光谱法 三、重点和难点： 1、重点：定量分析方法
仪器分析(色谱分析教案)
仪器分析 ［教案］ 第一章引言 本章是《仪器分析》课程的介绍。主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区别，仪器分析方法的分类和它的发展情况，介绍仪器定量分析方法的评价指标。重点在于对分析方法进行评价的几项指标。学时计划为1学时。 内容提要：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。 重点难点：仪器分析方法的分类 授课方式：讲授 【板书】 一、定义：仪器分析是以测量物质的物理性质为基础的分析方法.由于这类方法通常需要使用较特殊的仪器，所以称“仪器分析”. 二、分类——表1-1；方法适用于各行各业. 三、特点：仪器分析具有简便、快速、灵敏、易于实现自动化. 四、发展：a.多种仪器联用分析； b.计算机技术对仪器分析的发展影响很大. 五、局限性： 1.准确度不够高，相对误差通常在百分之几以上； 2.时常要用化学方法对试样进行预处理. 所以：化学方法和仪器方法是相辅相成的. 【讲解】 一、仪器分析和化学分析 分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。 仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较复杂的仪器。仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变化，仪器分析是分析化学的发展方向。 仪器分析的特点（与化学分析比较） 灵敏度高，检出限量可降低：如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的&61549;g、&61549;L级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。 选择性好：很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。操作简便，分析速度快，容易实现自动化。 仪器分析的特点（与化学分析比较） 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。需要价格比较昂贵的专用仪器。 仪器分析与化学分析关系 仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。
仪器分析答案讲课教案
仪器分析答案
第一章 绪论 2． 对试样中某一成分进行5次测量，所得测定结果（单位μg·mL -1）分别为0.36,0.38,0.35,0.37,0.39。 （1）计算测定结果的相对标准偏差； （2）如果试样中该成分的真实含量是0.38μg·mL -1，计算测定结果的相对误差。 解：（1）x = 5 39 .037.035.038.036.0++++ = 0.37μg·mL -1 s = 1 ) (1 2 --∑=n x x n i i =1 5)37.039.0()38.036.0()37.036.0(222--++-+- = 0.016μg·mL -1 s r = x s × 100 % = 37.0016.0× 100 % = 4.3 % （2）E r = μ μ -x × 100 % = 38 .038 .037.0-× 100 % = －2.6 % 3. 用次甲基蓝-二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度ρB (单位mg·L -1)分别为0.5，1.0，2.0，3.0， 4.0， 5.0的标准溶液，测得吸光度A 分别为0.140，0.160，0.280，0.380，0.410和0.540。写出该标准曲线的一元回归方程，并求出相关系数。 解：x = 6 .50.40.30.20.15.0+++++ = 2.6 y = 6 540.0410.0380.0280.0160.0140.0+++++ = 0.318 b = ∑∑==---n i i n i i i x x y y x x 1 2 1 ) () )((
= 2 2) 6.20.5()6.25.0() 318.0540.0)(6.20.5()318.0140.0)(6.25.0(-++---++-- =0.0878 a = y -b x = 0.318-0.0878×2.6 = 0.0897 y = 0.0897+0.0878x r = ∑∑∑=-=----± n i n i i i n i i i y y x x y y x x 1 1 2 /122 1 ] )() ([) )(( = 0.9901 4. 下面是确定某方法测定铁的检出限的一组数据：空白信号（相对单位）为 5.6,5.8, 6.2,5.2,5.3,5.6,5.7,5.6,5.9,5.6,5.7；10 ng·mL -1铁标准溶液信号（相对单位）为10.6,10.8,10.6。试计算此方法测定铁的检出限。 解：（1）x = 11 7 .56.58.56.5++++ = 5.7 s b = 1 ) (1 2 --∑=n x x n i i =1 11)7.57.5()7.58.5()7.56.5(222--++-+- = 0.27 S = 103)6.108.106.10(?++=1.07 mL· ng -1 D = S s b 3 = 07.127.03? = 0.76 ng·mL -1 第二章 光学分析法导论 2． 阐明光谱项中各符号的意义和计算方法。 解：原子的能量状态需要用以n,L,S,J 四个量子数为参数的光谱项来表征。用下式表示： n 2S+1L J n 为主量子数，与描述核外电子运动状态的主量子数n 意义相同。它是决定原子能量状态的主要参数。
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第一章绪论（Preface ） §1-1 仪器分析简介 一、仪器分析方法在分析化学中的位置 1.分析化学 定义：是化学学科的一个重要分支，是研究物质的组成、含量、结构及其分析方法的学科。 分类：化学分析法；仪器分析法 2.化学分析法/经典分析法 定义：是以物质的化学反应为基础的分析方法。 分类：重量分析法—绝对分析法 滴定分析法—相对分析法:酸碱滴定；络合滴定；氧化还原滴定；沉淀滴定3.仪器分析法（物理和物理化学分析法） 是采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量能表征物质的某些物理或物理化学性质来确定其化学组成、含量、结构。 分类： 二、仪器分析的特点和局限性 1.仪器分析的特点: （1）适用于微量、痕量组份含量分析（含量<1%，测量的相对误差为1~10%）；（2）操作简便快速； （3）最适用于生产过程中的控制分析。 2.仪器分析的局限性： （1）准确度不够高，相对误差通常(1~10%)； （2）一般都需要以标准物进行校准，而很多标准物需要用化学分析方法来标定；（3）仪器比较昂贵。
3.仪器分析的发展趋势： 与计算机联用：自动化、数字化 与其它分析方法联用：气相色谱-光度法联用；FIA -光度法联用 §1-2 定量分析方法的评价指标 1. 标准曲线 标准曲线：被测物质的浓度或含量x 与仪器响应信号y 的关系曲线。 线性范围：标准曲线直线部分所对应被测物质浓度或质量的范围。 标准曲线的绘制：用 “一元线性回归法”的数据统计方法来给出y 与x 的关系式 标准溶液浓度： x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 …… 响应信号： y 1 y 2 y 3 y 4 y 5…… 1 2 1 ()() () n i i i n i i x x y y b x x ==--= -∑∑ a y bx =- 2. 灵敏度 物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号的变化，称为方法的灵敏度，用S 表示。 y x
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仪器分析教学大纲 （供卫生检验专业使用） 一、课程性质、目的和任务 仪器分析（Instrumental Analysis）是卫生检验专业的一门必修课程。仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质对物质的组成、含量、结构进行鉴别和剖析。仪器分析技术已成为现代检测部门的重要支柱，成为产品质量保证的必不可少环节，成为环境卫生、工业卫生、食品卫生监测的主要手段，也是人群防病、治病、诊断、进行生物材料组织检测的重要手段，已在医院、工厂、检测部门广泛使用。中国加入WTO后，面对与世界各国更频繁的交流，面对各国所设立的技术壁垒，以及为保卫我国人民的健康和权益，仪器分析检测更有了比以往显著重要的地位。 二、课程基本要求 本课程分为掌握、熟悉、了解三种层次要求。掌握的内容要求理解透彻，能在本学科和相关学科的学习工作中熟练、灵活运用其基本理论和基本概念。熟悉的内容要求能熟知其相关内容的概念及有关理论，并能适当应用。了解的内容要求对其中的概念和相关内容有所了解。 通过本课程的学习，使学生掌握仪器分析的基本理论和基本知识，掌握各种各类仪器分析方法的测定原理、特点和应用，熟悉使用各种分析仪器；树立量与误差的概念，正确处理分析数据和表示分析结果；通过严格的基本实验技能训练，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度与作风，为今后的学习与工作打下坚实的基础。 考试内容中掌握的内容约占70%，熟悉、了解的内容约占25%，5%左右的大纲外内容。 本大纲的参考教材是卫生部规划教材《分析化学》（邹学贤主编，北京，人
民卫生出版社，2006年3月）。 三、课程基本内容及学时分配 仪器分析教学总时数为108学时，其中理论为63学时，实验为45学时。共17章。本课程有4部分，第一部分为第1章绪论，主要内容为仪器分析的任务、作用和发展趋势；第二部分从2章到9章，为光化学分析部分，主要内容为紫外-可见分光光度法、原子吸收分光光度法、分子发光光谱法，此外还有原子发射光谱、原子荧光、红外光谱、核磁共振波谱、质谱的一般介绍；第三部分从10章到12章，为电化学分析部分，主要内容为电位分析法、电导分析法和库仑分析法、伏安法和电位溶出法；第四部分从13章到17章，为色谱分析部分，主要内容为色谱分析概论、气相色谱法、高效液相色谱法、离子色谱法和毛细管电泳。 第一章绪论（1学时） 掌握： 1、仪器分析的性质、任务及其在卫生检验中的作用； 2、分析方法的分类； 3、仪器分析与化学分析的异同。 熟悉： 1、仪器分析的内容 了解： 1、仪器分析的发展趋势； 2、仪器分析的应用前景。 第二章紫外-可见吸收光谱法（7学时） 掌握： 1、电磁辐射及电磁辐射与物质的相互作用； 2、分子吸收光谱的产生及分子吸收光谱； 3、紫外-可见吸收光谱的主要类型； 4、有机化合物的紫外吸收光谱； 5、光的吸收定律及影响光吸收定律的因素；
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《仪器分析》教案 绪论 本章是《仪器分析》课程的介绍。主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区别，仪器分析方法的分类和它的发展情况，介绍仪器定量分析方法的评价指标。重点在于对分析方法进行评价的几项指标。学时计划为1学时。 内容提要：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。 重点难点：仪器分析方法的分类 授课方式：讲授 一、仪器分析和化学分析 ⒈化学分析定义 ⒉仪器分析定义 ⒊两者的区别在于： ①检测能力 ②样品的需求量 ③分析效率 ④使用的广泛性 ⑤精确度 二、仪器分析方法的分类 根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类 ⒈光学分析法 以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法 ⒉电化学分析法 依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法 ⒊色谱法 以物质在两相间（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析。 ⒋其它仪器分析方法 包括质谱法、热分析法、放射分析等。 三、仪器分析的发展概述 发展趋势 ⒈计算机技术在仪器分析中的广泛应用，实现了仪器操作和数据处理自动化。 ⒉不同方法联用提高仪器分析的功能。 ⒊各学科的互相渗透 第一章光学分析法基础 本章是学习光学分析法之前应具备的基础知识。主要介绍光的波粒二象性，原子光谱和分子光谱基础知识。在介绍电磁辐射基础上重点讲解能级跃迁图。本章计划学时为1学时。 第一节电磁辐射的性质
一、电磁辐射的性质 电磁辐射具有波动性和粒子性。 ⒈波动性 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率(υ)、波长(λ)和波数(δ)等波参数表征。掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。 ⒉微粒性 普朗克方程E(1－1) 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来， 二、电磁波谱 按照波长的大小顺序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。 能用于光学分析的是中能辐射区，包括紫外、可见光区和红外区。 第四节原子光谱和分子光谱 内容提要：原子光谱项、原子光谱能收图及原子光谱选择定则，分子光谱能收分子吸收光谱和分子发光光谱 重点、难点：原子光谱项、分子光谱能及跃迁图 授课方式：讲授 一、原子光谱 原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁 ⒈核外电子的运动状态 、磁量子数ｍ和自旋量子数ｓ来描原子接到电子的运动状态可以用主量数ｎ、角量子数ｌ 2 述。 ⒉光谱项 原子的能量状态需要用n.L.S.J四个量子数为参数的光谱项来表征。 N为主量子数，L－总轨道角量子数，S－总自旋量子数，J－内量子数 原子能级光谱项用表示 光谱支项用表示 ⒊原子能级图 把原子可能存在的光谱项及能级跃迁用图解的方式表示出来就得到原子能级图。 谱线波长取决于两能级的能量差，不同能级之间跃迁产生的原子光谱是波长确定，相互分隔的谱线，所以原子光谱是线状光谱。 ⒋光谱选择定则 只有符合光谱选择定则的跃迁才是允许的：，，， ⒌原子光谱 ⑴原子发射光谱：处于激发态原子不稳定，当返回基态或较低能态时而发射出特征谱线。 ⑵原子吸收光谱：当光辐射通过基态原子蒸气时，原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射， 原子基态跃迁到较高能态。 ⑶原子荧光光谱：气态原子吸收光辐射后，由基态跃迁到激发态，再通过辐射跃回到基态或 较低的能态产生的二次光辐射。 三、分子光谱 ⒈分子光谱 分子光谱产生于分子能级的跃迁，分子能级中的电子能级，分子的振动能级以及转动能级。 ⒉分子吸收光谱和分子发光光谱。 ⑴分子吸收光谱：分子对辐射的选择性吸收由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分子光 谱。如紫外——可见吸收光谱，红外吸收光谱。 ⑵分子发光光谱
《仪器分析》(双语)课程教学大纲_2007修订
《仪器分析》（双语）课程教学大纲 （中文）仪器分析（双语） 课程 编号 11445003 课程名称（英文）Instrumental Analysis (Double Language) 课程基本情况 1．学分credit ：5 学时class hour ：50 hr (课内学时：45hr 实验学时： 5hr) 2．课程性质： 学科基础课 Fundamental course of the subject 3．适用专业：环境科学与工程，化学工程 (Environmental or Chemical Engineering) 适用对象：本科生 (Undergraduate student) 4．先修课程：分析化学Chemical Analysis 、物理化学Physical Chemistry 5．首选教材：Instrumental Analysis (原版，摘编) 二选教材：朱明华，《仪器分析》，第三版，高等教育出版社， 2000年 参考书目：1、Skoog,.A., Principles of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing, 5th Ed., 1998。2、Willard,H.H., et al., Instrumental Methods of Analysis, Wasworth Publishing Company, 6th Ed. 1981; 6．考核形式：考试（笔试，开卷，英语试卷） Examination (Written, English test paper, Open book) 7．教学环境：以多媒体课堂教学为主 (Primarily consist of lecture in-class with multimedia form) 课程教学 目 的 及 要求 教学目的： 仪器分析是环境与化工学院各专业本科生的一门专业基础课，本课程主要讲授用于化学分析的各种现代仪器分析方法(包括：光谱，色谱和电化学等方法)的原理和应用技术。通过本课程学习使学生了解和掌握各种仪器分析方法的基本原理和应用方法以及分析仪器的工作原理。使学生具备选择和应用恰当的仪器分析方法解决相关问题的初步能力。仪器分析是一门国际广泛开设的课程，为使教学质量与国际国内先进水平接轨，采用中英双语教学。其中，书面文字（如阅读材料，多媒体显示内容，板书，作业和试卷等）以英文为主，以汉语普通话为课堂教学用语。因此，除应具备相关专业基础外，要求学生有较强的英语阅读能力。 Course objectives: The goal of this course is to survey the theory and the application of the modern instrumental techniques used in chemical analysis. The course covers some spectroscopic, electrochemical analytical and chromatographic methods of analysis. Students will have an understanding of what each technique can measure, how the measurements are made. By the end of the semester, students will be able to solve analytical problems by choosing the most suitable methods. The students to take this course also should be skilled in reading English for English will be used as one of course languages, especially in all reading material, and Chinese as main oral language in this course.