儀器分析ModernInstrumentalAnalysis新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院關(guān)明新疆師范大學(xué)精品課程第一章緒論

Introduction

什么是儀器分析儀器分析的分類(lèi)定量分析方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)儀器分析的的特點(diǎn)及應(yīng)用前景展望第一節(jié)儀器分析簡(jiǎn)介

一、儀器分析與化學(xué)分析

分析化學(xué)：研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理論的科學(xué)?；瘜W(xué)分析:利用化學(xué)反應(yīng)和它的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。儀器分析：以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱等）為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法。分析化學(xué)化學(xué)分析法（常量分析）重量分析法滴定分析法儀器分析法（微量分析）光學(xué)分析法電化學(xué)分析法分離分析法(色譜分析法)其他儀器分析法二、儀器分析方法分類(lèi)常量分析VS微量分析常量m>0.1gV>10ml

半微量0.01-0.1g1-10ml

微量0.1-10mg0.01-1ml分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析分離分析其它儀器分析方法重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳質(zhì)譜法、熱分析法、放射分析法10/15/2023儀器分析方法的分類(lèi)classificationofinstrumentanalyticalmethod儀器分析電化學(xué)分析法光分析法色譜分析法熱分析法分析儀器聯(lián)用技術(shù)質(zhì)譜分析法光分析方法的分類(lèi)classificationofelectrochemicalanalysis光分析法原子吸收法紅外法原子發(fā)射法核磁法熒光法紫外可見(jiàn)法分子光譜原子光譜電化學(xué)分析方法的分類(lèi)classificationofelectrochemicalanalysis電化學(xué)分析法電位分析法電解分析法電泳分析法庫(kù)侖分析法極譜與伏安分析法電導(dǎo)分析法色譜分析方法的分類(lèi)classificationofchromatographicanalysis色譜分析法氣相色譜法薄層色譜法液相色譜法激光色譜法電色譜法超臨界色譜法其他分析方法的分類(lèi)classificationofelectrochemicalanalysis其他分析法質(zhì)譜分析法聯(lián)用技術(shù)熱分析法Review誤差VS偏差誤差：測(cè)定值與真值、標(biāo)準(zhǔn)值、參考值、給定值的比較偏差：測(cè)定值與平均值的比較第二節(jié)儀器分析方法的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relativestandarddeviation,RSD)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standarddeviation)，S一、精密度（Precision）是指使用同一方法對(duì)同一試樣進(jìn)行多次測(cè)定所得結(jié)果的一致程度。重復(fù)性、再現(xiàn)性二、準(zhǔn)確度（Accuracy）試樣測(cè)量值和真實(shí)值（或標(biāo)準(zhǔn)值）相符合的程度。相對(duì)誤差，ErEr＝(x－m)/m×100％其中，x為測(cè)量值，m為真實(shí)值（標(biāo)準(zhǔn)值）三、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（校正曲線(xiàn)/工作曲線(xiàn)Calibrationcurve，Workingcurve）被測(cè)物濃度或含量與儀器的響應(yīng)信號(hào)之間的關(guān)系曲線(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制具體做法：配制一系列標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)確配制已知待測(cè)物濃度的系列:x0(空白)，x1，x2，x3，x4……..xn

；（這些溶液稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)溶液，或稱(chēng)標(biāo)樣）測(cè)定儀器響應(yīng)信號(hào)：通過(guò)儀器分別測(cè)量以上各待測(cè)物的響應(yīng)值S0，S1，S2，S3，S4……Sn；以濃度c對(duì)響應(yīng)信號(hào)S作圖得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)；定量分析（標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法）的一般步驟：（1）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)：是定量分析的第一步，即首先建立方法的測(cè)量信號(hào)與待測(cè)物質(zhì)的濃度之間的定量關(guān)系。（2）在相同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量待測(cè)物質(zhì)所產(chǎn)生的儀器相應(yīng)信號(hào)。待測(cè)物質(zhì)通常稱(chēng)為樣品（試樣，Sample），溶液形式又叫試液。（3）在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查得待測(cè)物質(zhì)的濃度或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方程計(jì)算樣品的濃度或含量。線(xiàn)性范圍濃度，x響應(yīng)信號(hào)SS2S0x1x0x3x2S1xnxix4S3S4SiSn只有線(xiàn)性范圍部分在定量分析中有用！標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的直線(xiàn)部分所對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的濃度（或含量）的范圍稱(chēng)為該方法的線(xiàn)性范圍(Linearrange)。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)直線(xiàn)部分方程表達(dá)式（y=a+bx)的求解方法作圖法：在坐標(biāo)紙上畫(huà)圖，求截距和斜率一元線(xiàn)性回歸法：

求解方法：令直線(xiàn)的表達(dá)式為y=a+bx，根據(jù)一元線(xiàn)性回歸方法可求解斜率（回歸系數(shù)）其中：相關(guān)系數(shù)r（Correlationcoefficient)：r=-1.0000～+1.0000r＝1，所有的y值都在回歸線(xiàn)上；r＝0，y與x之間完全不存在線(xiàn)性關(guān)系；0＜|r|＜1，y與x之間存在相關(guān)關(guān)系;|r|越接近1，則y與x之間的線(xiàn)性關(guān)系就越好。用來(lái)表征被測(cè)物質(zhì)的濃度或含量與其響應(yīng)信號(hào)值之間線(xiàn)性關(guān)系好壞的程度。用光度法測(cè)量某物質(zhì)時(shí)，為制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，配置了一系列濃度分別為0，0.9，2.0，3.1，4.1（ppm)的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)得相應(yīng)吸光度分別為0.05，0.15，0.24，0.33，0.42，試寫(xiě)出該標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的一元線(xiàn)性回歸方程并求出相關(guān)系數(shù)。從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)可以得到方法的靈敏度，就是直線(xiàn)的斜率；含義是表示物質(zhì)單位濃度(或單位質(zhì)量）的變化引起儀器響應(yīng)信號(hào)變化的程度。用S表示。S＝或S＝S值越大，方法的靈敏度越高。

四、靈敏度（Sensitivity）方法的靈敏度越高、精密度越好，檢出限就越低。檢出限是方法靈敏度和精密度的綜合指標(biāo)，它是評(píng)價(jià)儀器性能及分析方法的主要技術(shù)指標(biāo)。

分別為空白信號(hào)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，k為系數(shù)，IUPAC建議取3。S為方法的靈敏度。五、檢出限（Detectionlimit,D）某儀器采用某方法可以檢測(cè)到的待測(cè)物質(zhì)的最小質(zhì)量或濃度，稱(chēng)為檢出限。最小檢出信號(hào)

用光度法測(cè)量鐵時(shí)，為確定方法的檢出限測(cè)量了以下幾組數(shù)據(jù)：空白信號(hào)（相對(duì)單位）為5.6，5.8，6.2，5.2，5.3，5.6，5.7，5.6，5.9，5.6，5.7；10ng/mL的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液信號(hào)（相對(duì)單位）為10.6，10.8，10.6。試計(jì)算該方法測(cè)定鐵的檢出限。Sb計(jì)算可得0.268，關(guān)鍵是求靈敏度值S！解：空白信號(hào)平均值Xb＝5.65表示當(dāng)鐵離子濃度為0時(shí)對(duì)應(yīng)的儀器的分析信號(hào)；而當(dāng)鐵離子濃度為10ng/mL時(shí)對(duì)應(yīng)的儀器的分析信號(hào)的平均值為10.67，兩點(diǎn)確定一條直線(xiàn)，可求標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率，即方法的靈敏度值S＝（10.67-5.65）/（10-0）＝0.502，代入上式可求D＝1.604