仪器分析 (郭旭明，韩建国)

仪器分析是分析化学的重要分支，是以化学和物理学为基础，测量和表征物质物理或物理化学性质的一门重要学科。它交叉融合了许多相关学科，需要较广且扎实的基础理论知识，同时又是一门实验性很强的学科。近年来，随着各学科的迅猛发展，特别是计算机科学与技术的发展，大量的仪器分析新方法和新技术不断涌现，仪器分析的应用范围越来越广泛。从科学研究到生产实践，从化学化工到环境制药，从材料地质到农林牧渔，在许多领域仪器分析发挥着越来越重要的作用，已成为现代科学研究和实验技术的支柱和重要组成部分。通过仪器分析课程的学习和实验，为学生科学研究思路的形成、科学研究方案的确定和科学研究视野的扩展奠定了至关重要的基础，仪器分析已成为相关学科的一门极为重要的必修的专业基础课。

本书对常用的紫外可见吸收光谱分析法、原子吸收光谱分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、电位分析法做了较为详尽的论述，简要介绍了分子发光分析法、毛细管电泳分析法、原子发射光谱分析法，基于目前波谱技术的发展及其重要性，对红外光谱分析法、质谱分析法、核磁共振分析法也进行了较为全面的阐述，对谱图解析进行了讨论。考虑到实际需要和教学学时，使用者可选择适当章节和内容进行教学。编者力求做到基础性、普遍性与新技术、新方法相结合，基本理论、仪器构造与应用技术相结合，系统介绍与简明扼要相结合，深入浅出，便于自学。

本书努力淡化过多过繁的数学推导，而把具体的分析方法放置于仪器分析基本概念和基本理论之中，注重培养学生对有关现代仪器分析基本方法的掌握，从而全面提高实际分析能力，为实际应用和以后进一步学习其它相关仪器分析方法奠定良好的基础。

全书共17章，第十二、十三、十四、十五章由汪小伟编写；第三、五、八、十章由吴峰敏编写；第七、十一章由韩建国编写；第二章由罗洁编写；第九章由王新胜编写；第四章由段文录编写；第六章由宋帮才编写；第一、十六、十七章由郭旭明编写。全书最后由主编统稿。本书的出版得到了河南科技大学教材出版基金的大力支持。化学工业出版社的编辑为本书的出版花费了大量的心血，在此表示衷心的感谢。

本书在编写过程中参考了国内外出版的一些相关论文、教材和著作，还引用了某些图标和数据，在此也向有关作者表示衷心的感谢。

由于编者水平和经验有限，不足之处在所难免，恳请广大读者和同仁不吝赐教。

第一章绪论

第一节概述

第二节仪器分析的研究内容和方法分类

一、光化学分析法

二、电化学分析法

三、色谱分析法

四、其它仪器分析方法

第三节仪器分析的特点

第四节仪器分析方法的主要性能指标

一、精密度

二、准确度

三、灵敏度

四、标准曲线的线性范围

五、检出限

第五节仪器分析方法的应用

第六节仪器分析的发展趋势

思考题与习题

第二章电化学分析法导论

第一节概述

第二节电化学基础

一、化学电池

二、电池电动势

第三节电极电位和电极的极化

一、电极电位

二、电极的极化与超电位

第四节电极的类型

一、按电极反应机理分类

二、按电极用途分类

思考题与习题

第三章电位分析法

第一节概述

第二节电位分析法基本原理

第三节离子选择性电极和膜电位

一、电极的基本构造

二、膜电位

三、离子选择性电极的主要类型

第四节离子选择性电极的特性参数

第五节离子选择性电极分析方法

一、直接电位法

二、电位滴定法

第六节电位分析法的应用

思考题与习题

第四章电解和库仑分析法

第一节概述

第二节电解分析法

一、电解分析法的基本原理

二、电解方程式

三、电解分析方法

第三节库仑分析法

一、库仑分析法的基本原理

二、控制电位库仑分析法

三、库仑滴定法

四、微库仑分析法

第四节电解和库仑分析法的应用

思考题与习题

第五章极谱和伏安分析法

第一节概述

第二节极谱分析法基本原理

一、经典极谱分析的装置及测量原理

二、极谱波的形成

三、扩散电流方程式——极谱定量分析

四、极谱定性分析依据——半波电位

五、极谱法的干扰电流及其消除方法

第三节极谱定量分析方法

第四节极谱分析法的分类

一、单扫描极谱法

二、循环伏安法

三、脉冲极谱法

四、溶出伏安法

思考题与习题

第六章光谱分析法导论

第一节概述

第二节光的性质及其与物质的相互作用

一、光的性质及电磁波谱的分类

二、光的能量、频率、波长和波数之间的关系

三、光与物质间的相互作用

四、光的吸收定律

五、光分析法的分类

六、光谱的产生

七、光谱分析仪器的组成

思考题与习题

第七章紫外可见吸收光谱法

第一节概述

第二节紫外可见吸收光谱法的基本原理

一、分子内部的运动及分子能级

二、能级跃迁与分子吸收光谱的类型

第三节紫外可见吸收光谱与分子结构的关系

一、电子跃迁的类型

二、生色团、助色团和吸收带

三、影响紫外可见吸收光谱的因素

四、各类有机化合物的紫外可见特征吸收光谱

第四节紫外可见分光光度计

一、仪器的基本构造

二、仪器的类型

第五节分光光度法分析条件的选择

一、显色反应及其条件的选择

二、分光光度法的测量误差及测量条件的选择

第六节紫外可见吸收光谱法的应用

一、定性分析

二、结构分析

三、定量分析

四、示差分光光度法（量程扩展技术）

五、紫外可见吸收光谱法的应用

思考题与习题

第八章红外吸收光谱法

第一节概述

第二节红外吸收光谱法的基本原理

一、红外光谱的产生

二、分子振动的形式

三、红外吸收峰及其影响因素

第三节红外吸收光谱与分子结构的关系

一、基团的特征吸收峰与相关峰

二、影响基团频率的因素

三、常见化合物的特征基团频率

第四节红外吸收光谱仪

一、色散型红外吸收光谱仪

二、傅里叶变换红外吸收光谱仪简介

第五节红外光谱的实验技术

一、制样时要注意的问题

二、气体样品的制样方法

三、液体样品的制样方法

四、固体样品的制样方法

第六节红外吸收光谱法的应用

一、定性分析

二、定量分析

三、未知物结构的确定

思考题与习题

第九章分子发光分析法

第一节概述

第二节分子荧光/磷光分析法的基本原理

一、荧光和磷光光谱的产生

二、荧光激发光谱和荧光发射光谱

三、影响荧光强度的主要因素

四、荧光强度与荧光物质浓度的关系

第三节荧光分析仪器及灵敏度

第四节分子荧光定量分析

一、荧光定量分析方法

二、荧光分析法的应用

第五节化学发光分析法

一、化学发光分析法的基本原理

二、化学发光反应的类型

三、化学发光法的测量仪器

四、化学发光分析法的应用

思考题与习题

第十章原子发射光谱法

第一节概述

第二节原子发射光谱法的基本原理

一、原子发射光谱的产生

二、原子发射光谱线

三、谱线强度

四、谱线的自吸与自蚀

第三节原子发射光谱仪

一、激发源

二、分光系统

三、检测系统

四、光谱仪类型

第四节光谱定性及定量分析

一、光谱定性分析

二、光谱半定量分析

三、光谱定量分析

第五节原子发射光谱法的应用

思考题与习题

第十一章原子吸收光谱法

第一节概述

第二节原子吸收光谱法的基本原理

一、原子吸收光谱的产生

二、基态原子与待测元素含量的关系

三、原子吸收谱线的轮廓与变宽

四、原子吸收线的测量

第三节原子吸收分光光度计

一、光源

二、原子化器

三、分光系统

四、检测系统

五、测定条件选择

第四节原子吸收光谱法的分析方法

一、定量分析方法

二、灵敏度与检测限

第五节干扰及消除方法

一、物理干扰及消除

二、化学干扰及消除

三、电离干扰及消除

四、光谱干扰及消除

第六节原子吸收光谱法的应用

思考题与习题

第十二章色谱分析法导论

第一节概述

一、色谱法简介

二、色谱法的分类

三、色谱法的特点

第二节色谱图及色谱常用术语

一、色谱图

二、色谱图中的有关术语

第三节色谱分析的基本理论

一、色谱分离过程

二、分配平衡

三、基本理论

第四节分离度与基本色谱分离方程式

一、柱效和选择性

二、分离度

三、基本色谱分离方程式

第五节色谱定性和定量方法

一、定性分析

二、定量分析

思考题与习题

第十三章气相色谱法

第一节概述

第二节气相色谱仪

一、气相色谱流程

二、气相色谱仪的结构

第三节气相色谱固定相

一、气固色谱的固定相

二、气液色谱的固定相

第四节气相色谱检测器

一、检测器的分类

二、热导检测器

三、氢火焰离子化检测器

四、电子捕获检测器

五、火焰光度检测器

六、氮磷检测器

七、检测器的主要技术指标

第五节气相色谱操作条件的选择

一、载气及其流速的选择

二、载体和固定液含量的选择

三、柱温的选择

四、进样条件的选择

五、柱长和内径的选择

第六节毛细管柱气相色谱法

一、毛细管柱的特点和类型

二、毛细管柱气相色谱速率理论方程

三、毛细管柱气相色谱仪

第七节气相色谱法的应用

思考题与习题

第十四章高效液相色谱法

第一节概述

第二节高效液相色谱仪

一、高压输液系统

二、进样系统

三、分离系统

四、检测系统

五、记录及数据处理系统

六、馏分收集器

第三节高效液相色谱法的类型

一、高效液相色谱法的固定相和流动相

二、液固吸附色谱法

三、液液分配色谱法

四、化学键合相色谱法

五、离子交换色谱法

六、凝胶色谱法

七、高效液相色谱分离类型的选择

第四节高效液相色谱法的应用

思考题与习题

第十五章毛细管电泳法

第一节概述

第二节毛细管电泳基本理论

一、双电层

二、电泳与电泳淌度

三、电渗流与电渗现象

四、表观淌度与权均淌度

第三节毛细管电泳的分离原理及影响因素

一、毛细管电泳的分离原理

二、毛细管电泳分离的基本参数

三、影响毛细管电泳分离的因素

第四节毛细管电泳仪

第五节毛细管电泳分离模式

第六节毛细管电泳法的应用

思考题与习题

第十六章质谱分析法

第一节概述

第二节质谱分析法基本原理

第三节质谱分析仪

一、仪器组成

二、仪器性能指标

第四节质谱中的主要离子

一、常用术语

二、质谱中的离子

第五节有机化合物的碎裂方式

一、分子离子峰的判别

二、碎裂的表示方法

三、离子分解反应的类型和反应机理

第六节常见有机化合物的质谱裂解

一、烷烃

二、烯烃

三、芳香族化合物

四、醇类

五、羰基化合物

第七节质谱分析法的应用

思考题与习题

第十七章核磁共振波谱分析法

第一节概述

第二节核磁共振的基本原理

一、原子核的自旋与磁性

二、核磁共振现象

第三节核磁共振波谱仪和实验方法

一、实现核磁共振的方法

二、核磁共振波谱仪

三、试样的制备

第四节核磁共振氢谱

第五节核磁共振碳谱

一、核磁共振碳谱及其特点

二、核磁共振碳谱的化学位移

三、核磁共振碳谱中去耦的方法

四、核磁共振碳谱的解析

第六节核磁共振波谱分析法的应用

思考题与习题

参考文献