湖南大学

分析化学(二):仪器分析

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课程概述

《分析化学》是湖南大学的一门国家精品课程和国家精品资源共享课程,也是一门为化学及相关专业开设的专业基础课。通过本课程的学习,系统地掌握获取物质化学组成、含量、状态信息的基本原理、基本理论、基本概念、基本知识、基本操作和基本技能,建立起认识物质的严格的“量”的概念,养成实事求是的科学态度和严谨的科学作风,提高分析、解决问题的能力,为相关专业核心课及其专业选修课打好基础。

湖南大学《分析化学》MOOC包括如下三部分内容:

《分析化学(1)》(化学分析)主要讲授化学分析(包括分析质量保证、酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、重量分析法)的基本原理、方法及应用。通过分析化学(1)的学习,掌握基本的化学分析方法及其原理,掌握各种分析方法的有关计算,初步具备数据评价能力,初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力,培养观察、分析和解决实际问题的综合能力。

《分析化学(2)》(仪器分析)是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成和结构等信息进行分析和测量,是继化学分析后,学生必须掌握的现代分析技术。包括光分析法(吸光光度分析、原子发射光谱、原子吸收光谱、荧光、磷光、化学发光分析、现代光谱与成像分析等);电分析法(电位分析法、电解与库仑分析法、伏安法与极谱法等);色谱法(气相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳等)。通过该课程的学习,使学生系统掌握各类仪器分析方法的基本原理、仪器结构,熟悉各仪器分析方法的应用对象及分析过程,了解当今世界各类仪器及分析方法的发展趋势,具备解决实际化学问题的综合能力。

   《分析化学(3)》(波谱分析)着重介绍与分子结构和表面结构分析相关的波谱技术,包括紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法、质谱法、综合谱图解析等内容。通过对这些波谱分析技术的基本原理、波谱特征、解析方法、仪器结构和实验技术的讲解,使学生能够系统地掌握与有机化合物结构分析相关的波谱基础知识、解析技巧、仪器原理和实验技术,熟悉各种波谱技术的解析和应用,并具备综合运用多种谱图技术解析实际样品结构、解决实际问题的能力。同时培养学生科学的思维方式,使学生养成严格的、实事求是的科学态度和严谨的科学作风。

 


授课目标
通过本课程的学习,使学生具备厚实的理论基础和较强的知识应用能力、良好的科学素养、掌握科学研究的技能和较强的创新能力。
证书要求

课程的最终成绩由各学习单元的测试得分、作业得分课堂讨论和期末无纸化考试得分累加而成,总分超过60分,即可获得合格证书,总分超过80分,可以获得优秀证书。

 

证书的形式为免费电子版证书和收费的纸质版认证证书,完成课程各个环节的学习后,根据最终成绩可以得到免费证书,如需要认证证书,可在课程结束后进行申请。


预备知识

先修课程:“高等数学”、“普通物理”、“化学原理”、“普通化学”、“无机化学大学化学中的一门课程、“物理化学”、“有机化学”。


授课大纲

绪论

 

第一讲 光分析法基本概念

§1.1 电磁辐射的基本性质

§1.2 原子光谱与分子光谱

§1.3 吸收光谱和发射光谱

§1.4 光分析法的概念及其分类

§1.5 光学分析仪器

 

第二讲 原子发射光谱分析

§2.1 原子发射光谱的产生

§2.2 谱线强度、谱线自吸与自蚀

§2.3 光源

§2.4 光谱仪

§2.5 等离子体发射光谱仪

§2.6 光谱定性分析

§2.7 光谱定量分析

§2.8 应用

 

第三讲 原子吸收光谱分析

§3.1 原子吸收光谱的产生

§3.2 谱线轮廓与谱线变宽

§3.3 原子吸收的测量

§3.4 原子吸收光谱仪

§3.5 干扰的类型与抑制

§3.6 操作条件选择

§3.7 定量分析

§3.8 应用

§3.9 原子荧光光谱法简介

 

第四讲 吸光光度分析

§4.1 紫外可见吸收光谱的产生

§4.2 金属配合物的吸收光谱

§4.3 光吸收定律

§4.4 分光光度计

§4.5 显色与测量条件的选择

§4.6 吸光光度定量分析


第五讲 分子发光分析

§5.1 分子发光简介

§5.2 荧光和磷光的产生

§5.3 荧光磷光光谱曲线

§5.4 荧光的影响因素

§5.5 荧光猝灭

§5.6 荧光分析仪器及定量分析应用

§5.7 磷光分析法

§5.8 化学与生物发光基本原理

§5.9 发光反应的类型与应用

§5.10荧光灯荧光棒萤火虫发光原理简介

 

第六讲 电分析化学基本概念

§6.1 电分析化学概述

§6.2 化学电池

§6.3 电极电位与测量

§6.4 液接电位与盐桥

§6.5 电极与电极分类

 

第七讲 电位分析法

§7.1 电位分析原理

§7.2 离子选择性电极的种类、原理和结构

§7.3 离子选择电极的特性

§7.4 电位分析法的应用--直接电位法

§7.5 电位分析法的应用--电位滴定分析法

§7.6 电位分析法的计算示例

 

第八讲 电解和库仑分析

§8.1 电解分析基本原理

§8.2 电重量分析法与电解分离

§8.3 库仑分析

§8.4 恒电流库仑分析--库仑滴定

§8.5 微库仑分析技术

 

第九讲 极谱分析和伏安分析

§9.1 极谱分析原理与过程

§9.2 扩散电流理论

§9.3 干扰电流与抑制

§9.4 极谱定性方法

§9.5 极谱定量方法

§9.6 极谱滴定

§9.7 极谱分析应用

§9.8 单扫描极谱

§9.9 循环伏安法

§9.10交流极谱

§9.11方波极谱

§9.12脉冲极谱

§9.13溶出伏安法

 

第十讲 色谱分析基本概念

§10.1 发展历史

§10.2 色谱法的特点、分类和作用

§10.3 色谱分离过程

§10.4 色谱流出曲线与术语

§10.5 色谱理论基础—塔板理论

§10.6 色谱理论基础—速率理论

§10.7 色谱理论基础—分离度

§10.8 色谱定性方法

§10.9 色谱定量方法

 

第十一讲 气相色谱分析

§11.1 气相色谱仪—工作过程

§11.2 气相色谱仪—主要部件

§11.3 气相色谱仪—检测器

§11.4 气相色谱固定相—气固色谱

§11.5 气相色谱固定相—气液色谱

§11.6 气相色谱分离条件—色谱柱

§11.7 气相色谱分离条件—载气

§11.8 气相色谱分离条件—其他条件

§11.9 裂解气相色谱技术

§11.10顶空气相色谱技术

§11.11毛细管气相色谱

 

第十二讲 高效液相色谱分析

§12.1 高效液相色谱流程

§12.2 高效液相色谱特点与应用

§12.3 高效液相色谱主要部件

§12.4 基本原理与主要分离类型--液固吸附色谱

§12.5 基本原理与主要分离类型--液液分配色谱

§12.6 基本原理与主要分离类型—离子交换色谱

§12.7 基本原理与主要分离类型—离子色谱

§12.8 基本原理与主要分离类型—离子对色谱

§12.9 基本原理与主要分离类型—尺寸排斥色谱

§12.10基本原理与主要分离类型—亲和色谱

§12.11液相色谱固定相

§12.12液相色谱流动相

§12.13影响分离的因素

§12.14离子色谱

§12.15超临界色谱

 

第十三讲 高效毛细管电泳分析

§13.1 电泳分析发展历史

§13.2 经典电泳分析

§13.3 高效毛细管电泳技术

§13.4 分离过程

§13.5 高效毛细管电泳的特点

§13.6 高效毛细管电泳理论基础--基本原理

§13.7 高效毛细管电泳理论基础--电渗现象与电渗流

§13.8 高效毛细管电泳理论基础--影响电渗流的因素

§13.9 高效毛细管电泳理论基础--淌度

§13.10高效毛细管电泳理论基础--参数与关系式

§13.11高效毛细管电泳理论基础--影响分离效率的因素

§13.12高效毛细管电泳仪

§13.13高效毛细管电泳分离模式--毛细管区带电泳

§13.14高效毛细管电泳分离模式--毛细管凝胶电泳

§13.15高效毛细管电泳分离模式--胶束电动毛细管色谱

§13.16高效毛细管电泳分离模式--毛细管等电聚焦

§13.17高效毛细管电泳分离模式--毛细管等速电泳

§13.18高效毛细管电泳分离模式--亲和毛细管电泳

§13.19高效毛细管电泳分离模式--毛细管电色谱

§13.20高效毛细管电泳应用与进展


参考资料

主要参考教材: 分析化学(第三版),  湖南大学化学化工学院组编,

           王玉枝、张正奇主编,宦双燕副主编,  科学出版社,20161  

 

 

参考资料目录

 

[1] 《分析化学》(第五版) 武汉大学主编,北京:高等教育出版社,2006

[2] 《分析化学》(第五版) 华东理工大学等主编,北京:高等教育出版社,2006

[3] 《分析化学》(第三版) 彭崇慧等编, 北京: 北京大学出版社,2009

[4] 《分析化学》(第二版),孙敏庆等主编,北京:科学出版社,2006

[5] 《仪器分析教程》(第二版),叶宪曾等编,北京:北京大学出版社,2006

[6]  《现代仪器分析(第二版),刘约权主编,北京:高等教育出版社,2006

[7]  《仪器分析,张寒琦主编,北京:高等教育出版社,2009

[8]  F. W. Fifield and D. Kealey, Kingston university, Principles and practice of

[9]   Analytical Chemistry (Forth edition), 1999

[10]《定量分析化学简明教程》,李克安等主编,北京大学出版社,2010

[11]《分析化学》(第二版),梁冰主编,北京:科学出版社,2009

[12]《新分析化学》,张明晓、张春荣主编,北京:高等教育出版社,2008

[13]Quantitative Chemical Analysis,Li Na等主编,北京大学出版社,2009

[14]《波谱分析》,宦双燕主编,中国纺织出版社,2008

[15] 《有机分析》王玉枝,陈贻文,杨桂法主编,湖南大学出版社,2009

[16] 张华.现代有机波谱分析[M].北京:化学工业出版社,2005

[17]  宁永成.有机化合物结构鉴定与有机波谱学[M].北京:科学出版社,2000

[18]  有机波谱解析,孟令芝主编,武汉大学出版社,2003


常见问题

我将从这门课程中学到什么?

   1.本课程是化学的一个重要分支,是化学中的四大基础课的重要组成部分,是化学、应用化学、化工、轻工、材料、冶金、纺织、环境科学、医学、药学、食品、生物技术等类专业的化学基础课。

  2.通过本课程的学习,掌握获取物质化学组成、含量、结构、状态信息的基本原理、基本理论、基本概念、基本知识、基本操作和基本技能,建立起认识物质的严格的“量”的概念,养成实事求是的科学态度和严谨的科学作风,提高分析、解决问题的能力,为相关专业核心课及其专业选修课打好基础。

 

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