《儀器分析4》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱儀器分析InstrumentAnalysis課程編碼SCC822521025開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊儀器分析學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時44講授32實驗12上機(jī)0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)化學(xué)工程與工藝授課語言中文先修課程無機(jī)及分析化學(xué)、大學(xué)物理（2-1）、有機(jī)化學(xué)、大學(xué)物理（2-2）、物理化學(xué)（2-1）、物理化學(xué)（2-2）課程簡介（限選）儀器分析是化學(xué)工程與工藝、能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程主要講授石油化工、精細(xì)化工、環(huán)境化學(xué)等領(lǐng)域最常用的現(xiàn)代儀器分析方法，為學(xué)生日后從事生產(chǎn)、研究奠定堅實的實驗基礎(chǔ)，掌握必備的應(yīng)用工具。本課程總教學(xué)時數(shù)為44學(xué)時，包括32學(xué)時理論部分和12學(xué)時實驗部分。通過本課程并結(jié)合與之配套的儀器分析實驗課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握紫外可見分光光譜、紅外光譜、原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜和色譜分析等方法的基本原理、基礎(chǔ)理論、測量方法和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代儀器分析方法解決有關(guān)石油、石油化工等方面問題的能力。通過實驗使學(xué)生掌握常用儀器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、使用和解決科研工作中實際問題的方法。掌握各類儀器的測定、計算與干擾排除方法，學(xué)會制定分析方案。通過實驗進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實事求是的科學(xué)作風(fēng)和整潔有序的良好實驗習(xí)慣，使其逐步具備利用現(xiàn)代儀器進(jìn)行分析和解決實際問題的基本素質(zhì)。InstrumentalAnalysisisaprofessionalbasiccourseforstudentsmajoringinchemicalengineeringandtechnologyandenergychemicalengineering.Thiscoursemainlyteachesthemostcommonlyusedmoderninstrumentalanalysismethodsinthefieldsofpetrochemicalindustry,finechemicalindustry,environmentalchemistryandsoon,layingasolidexperimentalfoundationforstudentstoengageinproductionandresearchinthefuture,masterthenecessaryapplicationtools.Thetotalteachinghoursofthiscourseis44hours,including32hoursoftheoreticalpartand12hoursofexperimentalpart.Throughthestudyofthiscourseandthematchinginstrumentalanalysisexperimentcourse,studentscanmasterultraviolet-visiblespectrum,infraredspectrum,atomicemissionspectrum,thebasicprinciples,basictheories,measurementmethodsandoperationskillsofatomicabsorptionspectrometryandchromatographicanalysismethodscultivatestudents'abilitytosolveproblemsrelatedtopetroleumandpetrochemicalindustrybyusingmoderninstrumentalanalysismethods.Throughexperiments,studentscanmastertheworkingprinciple,basicstructure,useandmethodstosolvepracticalproblemsinscientificresearch.Masterthemeasurement,calculationandinterferenceeliminationmethodsofvariousinstruments,andlearntoformulateanalysisplans.Throughexperiments,wewillfurthercultivatestudents'rigorousandmeticulousscientificstyleofseekingtruthfromfactsandneatandorderlygoodexperimentalhabits,sothattheygraduallyhavethebasicqualityofusingmoderninstrumentstoanalyzeandsolvepracticalproblems.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握常用儀器分析方法的測定原理、定量方法和基本計算。是5.15.12M2目標(biāo)2：能夠正確選擇分析方法和解析譜圖、正確解釋實驗現(xiàn)象和處理實驗數(shù)據(jù)。是6.26.23M3目標(biāo)3：熟悉相關(guān)儀器的構(gòu)造原理、性能特點(diǎn)及正確的操作方法。是5.15.14M4目標(biāo)4：培養(yǎng)動手能力、實驗素質(zhì)、綜合分析問題、解決問題的能力。是4.44.4三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論儀器分析方法的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用，儀器分析實驗導(dǎo)論。M1,M21講授、討論1自學(xué)/作業(yè)2第二章第二章光學(xué)分析法導(dǎo)論電磁輻射的基本特征。電磁波譜區(qū)域的劃分及其相應(yīng)的光學(xué)分析方法。光學(xué)光譜分類概述。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)3第三章第三章紫外-可見吸收光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：吸收光譜、光吸收基本定律、摩爾吸光系數(shù)及其影響因素。定量分析的條件及測定方法。各類有機(jī)化合物的紫外光譜特征、影響因素。簡單不飽和有機(jī)化合物最大吸收波長的計算及應(yīng)用。////43.13.1有機(jī)化合物的電子光譜電子躍遷類型及吸收帶。電子躍遷與吸收波長的關(guān)系。物質(zhì)對光的選擇性吸收，光與顏色之間的互補(bǔ)關(guān)系，吸收光譜。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)53.23.2光吸收基本定律朗伯-比耳定律，吸光系數(shù)，摩爾吸光系數(shù)及其與定量測定靈敏度的關(guān)系，摩爾吸光系數(shù)的計算，吸光度的加和性。朗伯-比耳定律的使用條件及偏離原因。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)63.33.3紫外-可見光譜儀器光源，單色器，吸收池，檢測系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)73.43.4定量測定的條件選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇。儀器測量條件的選擇。入射光波長選擇。參比溶液作用與選擇。吸光度讀數(shù)范圍及光度分析誤差。干擾及其消除。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)83.53.5定量分析的測定方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法。雙波長法、多組份同時測定、雙波長分光光度法、導(dǎo)數(shù)光譜法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)93.63.6各類有機(jī)化合物的紫外光譜K帶、R帶和B帶及其各帶的特點(diǎn)。紅移，藍(lán)移和生色團(tuán)、助色團(tuán)。各類有機(jī)化合物的電子光譜特征。M11講授/討論1自學(xué)作業(yè)103.73.7影響紫外吸收峰位移的因素共軛效應(yīng)，取代基效應(yīng)，溶劑效應(yīng)，空間效應(yīng)。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)113.83.8紫外-可見光譜法的應(yīng)用定性分析，氫鍵強(qiáng)度計算，摩爾質(zhì)量測定，平衡常數(shù)的測定，官能團(tuán)推斷，定量測定。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)12第四章第四章紅外光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：紅外吸收光譜的基本原理。各類有機(jī)化合物的特征吸收峰及特征峰位移的影響因素。紅外光譜圖解析。////134.14.1紅外吸收光譜的基本原理雙原子分子振動頻率。多原子分子的振動光譜：振動類型；多原子分子的振動光譜：振動類型；振動自由度與峰數(shù)；基頻峰、倍頻峰、組頻峰、相關(guān)峰。M11講授/討論1大作業(yè)144.24.2影響特征峰位移的因素誘導(dǎo)效應(yīng)，共軛效應(yīng)，氫鍵效應(yīng)和溶劑的影響。M11講授/討論1大作業(yè)154.34.3各類有機(jī)化合物的特征吸收峰烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、羥基化合物（醇和酚）、醚、羰基化合物（酮、醛、酸、酯）的主要吸收峰特征。M12講授/討論2大作業(yè)164.44.4譜圖解析官能團(tuán)與指紋區(qū)。不飽和度計算。譜圖解析的一般程序及示例。M12講授/討論1自學(xué)/作業(yè)174.54.5儀器裝置光源，單色器，檢測器。傅里葉變換紅外光譜儀。制樣方法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)18第五章第五章原子發(fā)射光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：原子發(fā)射光譜法基本原理。元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。發(fā)射光譜定性與定量分析。////195.15.1原子發(fā)射光譜法基本原理原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生（基態(tài)原子、激發(fā)態(tài)原子、激發(fā)電位、電離電位），原子線、離子線，共振線、主共振線，靈敏線、分析線，自吸現(xiàn)象。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)205.25.2元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系元素的光譜性質(zhì)與元素周期表的關(guān)系。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)215.35.3發(fā)射光譜分析儀器光源（電弧、電火花、等離子體、激光），光譜儀。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)225.45.4.發(fā)射光譜定性分析與定量分析靈敏線、最靈敏線、最后線、分析線。分析線的選擇。指定成份分析，全分析。靈敏度標(biāo)記。定量分析。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)23第六章第六章原子吸收光譜法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系及其影響原子吸收的因素。峰值吸收測量及其影響因素。原子吸收定量分析的干擾及其抑制。////246.16.1原子吸收光譜法的分析過程和特點(diǎn)原子吸收光譜法的分析過程和特點(diǎn)M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)256.26.2原子吸收光譜法基本原理基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度、原子總數(shù)的關(guān)系,玻爾茲曼方程式。吸收線輪廓和譜線寬度。共振線，中心頻率與半寬度。譜線變寬的原因。峰值吸收。峰值吸收測量的條件。峰值吸收與基態(tài)原子數(shù)、被測元素濃度的關(guān)系。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)266.36.3定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法，標(biāo)準(zhǔn)加入法（一次標(biāo)加和連續(xù)標(biāo)加）。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)276.46.4原子吸收分光光度計銳線光源?；鹧嬖踊?。石墨爐原子化器。冷原子化和加熱原子化裝置。單色器與檢測顯示系統(tǒng)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)286.56.5干擾及其抑制光譜干擾，物理干擾，分子吸收干擾，化學(xué)干擾。消電離劑，釋放劑，保護(hù)劑。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)296.66.6儀器參數(shù)的選擇分析線、燈電流、火焰類型、燃燒器高度、狹縫寬度等的選擇。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)306.76.7原子吸收光譜法的靈敏度和檢測限原子吸收光譜法的靈敏度（特征濃度和特征質(zhì)量），檢測限M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)31第七章第七章氣相色譜分析法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：色譜圖，色譜分離原理，塔板理論，速率理論，分離度。氣相色譜儀的基本構(gòu)造，氣相色譜固定相，氣相色譜檢測器，氣相色譜法分離及操作條件的選擇。////327.17.1色譜分析法概述色譜的發(fā)展、定義、分類、特點(diǎn)和應(yīng)用。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)337.27.2色譜圖及常用術(shù)語色譜圖（流出曲線），基線、峰高、區(qū)域?qū)挾?、保留時間、死時間、調(diào)整保留時間、保留體積、死體積、調(diào)整保留體積、相對保留值、分配系數(shù)、分配比。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)347.37.3色譜法基本理論塔板理論，速率理論，影響柱效的因素。分離度的定義和公式。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)357.47.4氣相色譜儀載氣系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)367.57.5氣相色譜固定相固定相，固定液，固定液的基本要求和選擇原則。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)377.67.6氣相色譜檢測器檢測器的分類，熱導(dǎo)檢測器、氫火焰離子化檢測器。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)387.77.7氣相色譜條件的選擇固定相的選擇，柱長和柱徑的選擇，載氣和流速的選擇，柱溫的選擇，進(jìn)樣條件的選擇，檢測器的選擇。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)397.87.8氣相色譜的定性和定量分析定性分析：純物質(zhì)對照定性，相對保留值定性；定量分析：相對校正因子，歸一化法，內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)407.97.9高效液相色譜簡介流動相選擇、前處理、梯度洗提、應(yīng)用案例，主要分離類型及相應(yīng)的固定相。M1,M21.5講授/討論1.5自學(xué)417.107.10液相色譜儀儀器流程及重要部件。M1,M20.5講授/討論0.5自學(xué)42實驗1實驗1.導(dǎo)數(shù)分光光度法測定有丙酮干擾時乙醇中的微量苯導(dǎo)數(shù)分光光度法的基本原理和特點(diǎn)，導(dǎo)數(shù)分光光度法進(jìn)行定量分析的技術(shù)。M3,M43講授和實驗1預(yù)習(xí)和實驗報告43實驗2實驗2.固體樣品紅外光譜測繪與解析固體樣品的制備方法；紅外光譜圖的測繪方法；譜圖的解析與對照；透射法和反射法測定固體樣品的技術(shù)。M3,M43講授和實驗1預(yù)習(xí)和實驗報告44實驗3實驗3.火焰原子吸收光譜法測定水中鈣、鎂原子吸收光譜法的測定原理，原子吸收分光光度計的原理、結(jié)構(gòu)及使用方法，標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法。火焰原子化法的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。M3,M43講授和實驗1預(yù)習(xí)和實驗報告45實驗4實驗4.內(nèi)標(biāo)法測定正丁醇的含量氣相色譜法中內(nèi)標(biāo)法的定量分析原理，內(nèi)標(biāo)物的作用與選擇。歸一化、內(nèi)標(biāo)法的校正因子確定及正確的分析方法。正丁醇含量測定。M3,M43講授和實驗1預(yù)習(xí)和實驗報告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%2課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%3平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨(dú)立完成評分。3.考核學(xué)生對儀器分析基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要為簡答論述和計算題。10%4大作業(yè)1.本課程要求利用所學(xué)儀器分析方法解決實際問題，為生產(chǎn)實際遇到的分析問題提供分析方案。2.根據(jù)方法選擇的合理性和分析方案的準(zhǔn)確性評分。10%5實驗1.本課程12個學(xué)時實驗，共四次實驗。2.成績采用百分制，對四個實驗進(jìn)行加權(quán)平均，根據(jù)實驗預(yù)習(xí)、操作過程、實驗報告進(jìn)行評分。3.考核學(xué)生對實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗?nèi)容、操作要點(diǎn)等的熟悉情況，實驗操作的規(guī)范性、實驗過程的完成度、小組成員分工及協(xié)作情況，考察實驗報告書寫格式是否規(guī)范，步驟是否清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析是否正確，結(jié)果討論是否合理。25%6期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對儀器分析方法基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、簡答題、譜圖解析題、計算題等。45%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1課堂表現(xiàn)20%A-上課精神飽滿、回答問題積極、遵守紀(jì)律。B-上課狀態(tài)一般、能夠回答問題、能夠遵守課堂紀(jì)律。C-上課狀態(tài)較差、回答問題不積極、不遵守課堂紀(jì)律。2M1平時作業(yè)20%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)基本準(zhǔn)確無誤。B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。C-偶爾未按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在較多錯誤。D-經(jīng)常不按時提交作業(yè)，且作業(yè)存在大量錯誤。3M1大作業(yè)20%A-論文綜述全面，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，文字表達(dá)準(zhǔn)確流暢；課件制作質(zhì)量優(yōu)，講解清楚；回答問題準(zhǔn)確。B-論文綜述比較全面，結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯性較好，文字表達(dá)準(zhǔn)確通順；課件制作質(zhì)量良，講解較清楚；回答問題基本準(zhǔn)確。C-論文綜述不夠全面，結(jié)構(gòu)存在不合理之處，有一定的邏輯，文字表達(dá)基本清楚；課件制作質(zhì)量中，講解有不清楚之處；回答問題存在少量錯誤。D-論文綜述嚴(yán)重片面，結(jié)構(gòu)不合理，邏輯性差，文字表達(dá)不清楚；課件制作質(zhì)量差，講解混亂；回答問題存在大量錯誤。4M1期末考試40%評分標(biāo)準(zhǔn)參考試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)。5M2實驗40%A-預(yù)習(xí)報告書寫認(rèn)真完整，回答問題基本準(zhǔn)確；實驗操作規(guī)范，分工合理，實驗完成度優(yōu)；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析正確，結(jié)果討論合理。B-預(yù)習(xí)報告書寫較完整，回答問題有少量錯誤；實驗操作較規(guī)范，分工較合理，實驗完成度良；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在少量錯誤，結(jié)果討論較合理。C-預(yù)習(xí)報告書寫不完整，回答問題有較多錯誤；實驗操作不規(guī)范，分工不合理，實驗完成度中；按時提交實驗報告，格式較規(guī)范，步驟較清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在較多錯誤，結(jié)果討論不合理。D-未寫預(yù)習(xí)報告，回答問題有大量錯誤；實驗操作嚴(yán)重不規(guī)范，分工嚴(yán)重不合理，實驗完成度差；未提交實驗報告，或報告格式不規(guī)范，步驟混亂，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在大量錯誤，結(jié)果討論嚴(yán)重不合理。6M2期末考試40%評分標(biāo)準(zhǔn)參考試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)。7M2平時作業(yè)20%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)基本準(zhǔn)確無誤。B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。C-偶爾未按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在較多錯誤。D-經(jīng)常不按時提交作業(yè)，且作業(yè)存在大量錯誤。8M3期末考試30%評分標(biāo)準(zhǔn)參考試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)。9M3實驗70%A-預(yù)習(xí)報告書寫認(rèn)真完整，回答問題基本準(zhǔn)確；實驗操作規(guī)范，分工合理，實驗完成度優(yōu)；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析正確，結(jié)果討論合理。B-預(yù)習(xí)報告書寫較完整，回答問題有少量錯誤；實驗操作較規(guī)范，分工較合理，實驗完成度良；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在少量錯誤，結(jié)果討論較合理。C-預(yù)習(xí)報告書寫不完整，回答問題有較多錯誤；實驗操作不規(guī)范，分工不合理，實驗完成度中；按時提交實驗報告，格式較規(guī)范，步驟較清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在較多錯誤，結(jié)果討論不合理。D-未寫預(yù)習(xí)報告，回答問題有大量錯誤；實驗操作嚴(yán)重不規(guī)范，分工嚴(yán)重不合理，實驗完成度差；未提交實驗報告，或報告格式不規(guī)范，步驟混亂，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在大量錯誤，結(jié)果討論嚴(yán)重不合理。10M4實驗40%A-預(yù)習(xí)報告書寫認(rèn)真完整，回答問題基本準(zhǔn)確；實驗操作規(guī)范，分工合理，實驗完成度優(yōu)；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析正確，結(jié)果討論合理。B-預(yù)習(xí)報告書寫較完整，回答問題有少量錯誤；實驗操作較規(guī)范，分工較合理，實驗完成度良；按時提交實驗報告，格式規(guī)范，步驟清晰，現(xiàn)象解釋和數(shù)據(jù)分析存在少量錯誤，結(jié)果討論較合理。C