现代仪器分析

绪论1

0.1仪器分析的发展和特点1

0.2仪器分析的分类2

第1章电化学分析概论4

1.1原电池和电解池6

1.2能斯特方程7

1.2.1能斯特方程7

1.2.2活度和活度系数8

1.3标准电极电位和条件电位9

1.4电极12

1.4.1金属电极、膜电极、微电极和化学修饰电极12

1.4.2指示电极、参比电极、极化和去极化电极13

1.5电极溶液界面的传质过程14

1.5.1对流、电迁移和扩散传质14

1.5.2Cottrell方程15

1.6法拉第定律15

习题16

第2章伏安法和极谱分析法17

2.1极谱法 18

2.1.1基本装置18

2.1.2极谱电流，极谱波类型及方程（直流）18

2.1.3极谱分析方法22

2.2循环伏安法27

2.2.1循环伏安法的基本原理27

2.2.2循环伏安法的应用28

2.3溶出伏安法29

2.3.1阳极溶出伏安法29

2.3.2阴极溶出伏安法30

2.3.3溶出伏安法实验条件的选择30

习题31

第3章基本电位分析法34

3.1电位分析法的基本原理34

3.2离子选择性电极的类型及响应机理35

3.2.1 晶体膜电极35

3.2.2玻璃膜电极36

3.2.3液膜电极37

3.2.4敏化电极38

3.3离子选择电极的性能参数39

3.3.1检测限与响应斜率39

3.3.2电位选择性系数39

3.3.3响应时间39

3.4电位分析法的实际应用39

3.4.1直接电位法39

3.4.2电位滴定41

习题42

第4章气相色谱法44

4.1色谱分析法45

4.1.1色谱分析法的分类45

4.1.2色谱法的特点46

4.2色谱法基本理论47

4.2.1色谱图及有关术语47

4.2.2色谱分离相关的一些参数49

4.2.3色谱分析的基本理论52

4.3色谱定性定量分析57

4.3.1定性分析57

4.3.2定量分析58

4.4气相色谱仪60

4.4.1载气系统60

4.4.2进样系统61

4.4.3温度控制系统61

4.4.4分离系统61

4.4.5检测系统64

4.4.6数据处理系统68

习题69

第5章高效液相色谱法70

5.1高效液相色谱法的特点71

5.2高效液相色谱仪简介71

5.2.1高压输液系统72

5.2.2进样系统72

5.2.3分离系统73

5.2.4检测系统76

5.3高效液相色谱分离方法的选择78

5.4高效液相色谱分析主要流程79

5.5高效液相色谱应用实例79

5.6液质联用仪简介80

5.7毛细管电泳81

5.7.1基本原理81

5.7.2毛细管电泳的特点82

5.7.3毛细管电泳仪83

5.7.4毛细管电泳的分离模式84

5.7.5毛细管电泳分离应用实例85

5.7.6毛细管电泳与色谱85

5.8HPLC技术发展前沿86

5.8.1超高效液相色谱86

5.8.2毛细管电色谱87

5.8.3芯片电泳88

习题89

第6章流动注射分析法90

6.1流动注射分析法基本原理91

6.1.1FIA的范畴和定义91

6.1.2FIA的特点92

6.1.3FIA的基本系统92

6.1.4FIA输出与峰参数93

6.1.5FIA的试样区带分散过程93

6.1.6区带分散的影响因素96

6.1.7分散因子、采样频率98

6.2流动注射常用流路及分析仪器基本装置与组件99

6.2.1流动注射常用流路99

6.2.2流动注射分析仪器基本装置与组件100

6.3流动注射分析法常用技术及应用106

6.3.1试样注入技术106

6.3.2停流技术108

6.3.3稀释技术108

6.3.4梯度技术110

6.3.5分离与预浓集技术110

6.3.6流动注射分析应用111

6.4流动注射分析发展前沿113

6.4.1顺序注射113

6.4.2集成化FIA114

习题114

第7章原子光谱法115

7.1原子发射光谱116

7.1.1原理116

7.1.2原子发射光谱仪主要部件119

7.1.3发射光谱定性、半定量及定量分析126

7.1.4原子发射光谱分析的发展和应用129

7.2原子吸收光谱法130

7.2.1原理130

7.2.2原子吸收光谱仪132

7.2.3原子吸收光谱法分析干扰及抑制136

7.2.4原子吸收光谱法实验技术137

7.2.5原子吸收光谱法的应用139

习题140

第8章紫外可见分光光度法141

8.1紫外可见吸收光谱法的基本原理142

8.1.1紫外可见吸收光谱的产生机理142

8.1.2各类化合物的紫外可见吸收光谱143

8.1.3影响化合物紫外可见吸收光谱的因素146

8.1.4朗伯比尔定律147

8.1.5偏离朗伯比尔定律的主要因素及减免方法147

8.2紫外可见分光光度计的应用149

8.2.1分光光度计的类型149

8.2.2分光光度计的主要组成部件149

8.2.3紫外可见分光光度法的应用151

习题153

第9章荧光光谱法156

9.1分子荧光光谱的原理157

9.1.1分子荧光的产生157

9.1.2荧光光谱158

9.1.3荧光光谱的特征160

9.1.4影响荧光强度的因素161

9.2分子荧光光谱的应用163

9.2.1分子荧光光谱仪163

9.2.2分子荧光光谱法的应用164

习题166

第10章红外吸收光谱法169

10.1红外吸收光谱分析法的基本原理170

10.1.1红外吸收光谱产生的条件170

10.1.2物质的基本振动形式171

10.1.3影响基团吸收频率的因素174

10.2红外吸收光谱谱图解析的基本步骤与实例176

10.2.1确定未知物的不饱和度177

10.2.2红外吸收光谱解析程序177

10.2.3标准红外吸收谱图的使用179

10.2.4红外吸收谱图解析示例179

10.3红外吸收光谱仪与实验技术简介180

10.3.1色散型红外吸收光谱仪181

10.3.2傅里叶变换红外吸收光谱仪181

10.3.3红外吸收光谱实验技术简介182

10.3.4红外吸收光谱实验技术进展182

10.4红外吸收光谱的应用184

10.4.1定性分析184

10.4.2定量分析186

习题187

第11章核磁共振波谱法189

11.1核磁共振原理190

11.1.1原子核自旋现象190

11.1.2核磁共振现象191

11.1.3弛豫过程192

11.2核磁共振波谱仪193

11.31H核磁共振波谱195

11.3.1化学位移195

11.3.2化学位移的表示方法196

11.3.3影响化学位移的因素196

11.3.4积分曲线及常见有机化合物中质子的化学位移199

11.4自旋偶合与自旋裂分200

11.4.1相邻氢的偶合200

11.4.2自旋自旋偶合201

11.513C NMR谱202

11.5.113C NMR谱的特点202

11.5.213C NMR谱的主要影响因素203

11.6谱图解析206

习题209

第12章质谱分析211

12.1质谱法原理和仪器211

12.1.1进样系统212

12.1.2离子化室212

12.1.3质量分析器214

12.1.4离子检测器215

12.1.5记录仪216

12.2质谱仪的性能指标216

12.3常见质谱仪的种类217

12.4色谱质谱联用技术219

12.5质谱图中的主要离子峰221

12.5.1分子离子峰222

12.5.2碎片离子峰222

12.5.3重排离子峰224

12.5.4同位素离子峰225

12.5.5亚稳离子峰226

12.5.6多电荷离子峰227

12.6主要化合物的质谱图227

12.7化合物相对分子量的测定230

12.8分子结构的确定231

12.9质谱法的其他运用和新技术234

习题235

第13章样品前处理技术和数据的处理239

13.1样品前处理技术239

13.1.1样品的采集239

13.1.2样品的保存240

13.1.3样品的分解240

13.1.4待测组分的分离242

13.2数据及分析结果的处理244

13.2.1概述244

13.2.2可疑值的检验247

13.2.3准确度的检验和评定方法248

13.2.4实验数据及分析结果的表示方法249

13.2.5有效数字及运算规则249

习题250

参考文献251 　 2100433B

本教材紧扣应用型本科院校培养高素质产品质量检验人才的目标，体现了以能力培养、注重实践为本位的特色，尽力做到选材面广，内容新颖、实用。所介绍的各类仪器分析方法主要包括方法原理、仪器的使用维护方法和实验技术等知识点。为加强学生对仪器分析在实际生活应用中的感知，培养学生的实际动手能力，每种方法均编写了以掌握基本操作为目的的典型实用案例。在编写过程中，自始至终渗透了以学生为主体的教学思想，例如：为拓宽学生的知识面，激发学生的求知欲，培养学生的创新能力，教材编写了具有科学性、趣味性和前瞻性的阅读材料；为便于学习者自我测试学习效果，在每章后附有题型多样且具有启发性的思考与练习题。本书还专门设置了一章来讲述各种仪器分析方法中样品前处理和制备的方法，期望读者在今后进行样品分析检测时能获得更加准确可靠的数据。

本书是根据应用型本科院校《仪器分析》的基本要求和课程标准，总结多年的教改和教学经验及当今仪器分析发展情况的基础上编写而成的。本教材除绪论外共分13章，重点介绍了仪器分析中最常用的伏安法和极谱分析法、基本电位分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、流动注射分析法、原子光谱法、荧光光谱法、紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法、质谱分析以及样品前处理技术和数据的处理等。全书涉及的仪器分析方法内容比较全面，使用者可根据需要进行相应的选择。本书适用于高等院校，特别是应用型本科院校与仪器分析有关专业的教学，也可供生物、医学、水产、化工等各专业的师生参考。

现代分析仪器的种类十分庞杂，应用的原理不尽相同，而根据仪器的工作原理以及应用范围，可划分为：电化学分析仪器、光学式分析仪器、射线式分析仪器、色谱类分析仪器、离子光学式分析仪器、磁学式分析仪器、热学式分析仪器、电子光学物性测定仪器及其它专用型和多用型仪器。