一．基本信息
课程编号：
课程名称：仪器分析
英文名称：Instruments Analysis
课程性质：学科专业必修课程
总 学 时：64学时
学 分：4学分
适用对象：应用化学专业本科学生
先修课程：《普通物理》、《高等数学》、《分析化学》、《无机化学》
二．编写说明
（一）课程的性质
《仪器分析》是综合性大学应用化学专业重要的基础课之一。随着科学技术的发展，仪器分析的应用日益普遍，仪器分析是分析化学的一个分支，另一个分支是化学分析。仪器分析的内容包括两部分：第一部分是基于待测物质的化学和物理性质，对物质进行定性和定量分析的方法；第二部分是对复杂物质进行分析前的分离技术。随着科学技术的迅猛发展，各学科互相渗透、互相交叉，使得仪器分析逐渐成为分析化学的主要组成部分。因此，仪器分析也应作为应用化学专业本科生的一门基础课。通过本课程的教学，学生应基本掌握主要分析方法的基本原理、仪器构造、应用特点，了解仪器分析的发展趋势，并初步具有应用这些方法解决实际问题的能力。
（二）课程教学目标基本要求
本课程是学生在学习仪器分析理论课程的基础上，学习和掌握仪器分析的基本原理、基础知识、仪器构造和基本操作技能，并能达到一定的熟练程度，能较好的了解和掌握一般仪器的正确使用和日常维护方法。是一门实践性很强的基础课。本课程的培养目标是使学生在理解、掌握仪器分析的基本原理、基本知识和基本操作技能的基础上，对某一具体的分析对象，能综合应用多门学科知识，逐步达到具有查阅文献资料，选择分析方法，拟定实验步骤，正确评估测定结果的能力，同时也为后继课程的学习打下良好的基础。
（三）课程的重点和难点
教学重点：吸收和发射光谱基本原理，光度计的基本结构和使用。测定离子活（浓）度的方法；GC,HPLC分类、流程和设备;
教学难点：膜电位及ISE的性能指标；Ilkovic方程，扩散电流；柱效率，HPLC分离原理。
（四）课程教学方法与手段
采用手写与多媒体教学并用的形式。对于过程推导，采用手写方式可以让学生紧跟教师思路；而丰富多彩的多媒体课件可以将复杂的化工过程及化工设备表达得淋漓尽致；灵活运用启发式、讨论式、研究式及 等灵活多样的教学方法，结合本系仪器分析教学改革的新方法，使用仪器标本和微视频的方式，有效调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能。
（五）实践环节
1 仪器分析实验
2 主要内容与要求
内容：光学分析法、电分析、色谱分析等实验。要求：以实验为主，单独设课；整个实验过程包括课前预习、课前讨论、实验操作、实验报告、结果讨论、思考题等环节。
3 学时分配
18学时
（六）教学时数分配表
教学内容 |
各教学环节学时分配 |
采用何种多媒体教学手段 |
章节 |
主要内容 |
讲授 |
实验 |
讨 论 |
习题 |
课 外 |
其 它 |
小计 |
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第1章 |
绪论 |
2 |
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2 |
PPT |
第2章 |
原子发射光谱法 |
4 |
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4 |
PPT |
第3章 |
原子吸收光谱法 |
4 |
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1 |
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2 |
7 |
PPT |
第4章 |
紫外-可见吸收光谱法 |
6 |
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1 |
|
2 |
9 |
PPT |
第5章 |
分子发光分析法 |
4 |
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1 |
|
2 |
7 |
PPT |
第6章 |
红外吸收光谱法 |
6 |
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6 |
PPT |
第7章 |
核磁共振波谱分析法（自学） |
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PPT |
第8章 |
质谱分析法 |
6 |
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|
6 |
PPT |
第9章 |
电分析法 |
8 |
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1 |
|
|
9 |
PPT |
第10章 |
气相色谱分析法 |
6 |
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|
1 |
|
|
7 |
PPT |
第11章 |
液相色谱分析法 |
6 |
|
|
1 |
|
|
7 |
PPT |
第12章 |
其他技术（自学） |
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PPT |
总计 |
52 |
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6 |
|
6 |
64 |
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（七）本课程与其它课程的联系
与《普通物理》、《高等数学》、《物理化学》等基础主干课和专业基础课联系十分密切，应在这三门先修课程的基础上进行教学。为《有机化学》等化学专业课方面知识的实际运用打下坚实的基础。
（八）教材与主要参考书
1. 《仪器分析》（第二版），李丽华编，华中科技出版社，2014年
2. 《仪器分析》（第三版），朱明华编，高等教育出版社，2000年
3. 《仪器分析》，方惠群等编，科学出版社，2002年
4. 《现代仪器分析》，刘约权主编，高等教育出版社，2001年
6. 《仪器分析》，武汉大学化学系编，高等教育出版社，2001年
三．教学内容纲要
第一章 绪论
一、教学基本要求
1.掌握仪器分析的概念。
2.理解仪器分析的特点、研究对象及仪器分析方法的分类。
3.了解仪器分析的发展趋势及与化学分析的关系。
4. 掌握仪器分析定量分析方法的评价指标。
二、教学内容
第1章绪论
1.1仪器分析方法的发展状况
1.2仪器分析方法的基本内容及分类
1.2.1光学分析法
1.2.2电分析化学法
1.2.3色谱分析法
1.2.4其他分析技术
1.3仪器分析方法的特点及主要性能指标
1.3.1仪器分析方法的特点
1.3.2仪器分析方法的主要性能指标
1.4仪器分析方法的校正
1.4.1标准曲线法
1.4.2标准加入法
1.4.3内标法
1.5仪器分析方法在科技工作中的作用
第二章 原子发射光谱法
一、教学基本要求
1.掌握原子发射光谱分析的基本原理及有关概念。
2.熟悉仪器的组成、工作原理；激发光源的特点及摄谱仪的分光原理。
3.理解光谱定性和半定量分析方法。
4.掌握光谱定量分析的基本公式（罗马金公式）。
5.掌握内标法定量的基本原理及光谱定量分析方法（三标准试样法、标准加入法）。
6.了解光电直读光谱定量分析的原理。
7.了解原子发射光谱分析的特点和应用。
二、教学内容
2.1原子发射光谱分析法概述
2.1.1光学分析法概要
2.1.2电磁辐射的性质
2.1.3原子光谱和分子光谱
2.2原子发射光谱分析法的基本原理
2.2.1原子发射光谱的产生
2.2.2谱线的强度
2.2.3影响谱线强度的因素
2.2.4谱线的自吸和自蚀
2.3原子发射光谱仪器
2.3.1光源
2.3.2光谱仪
2.3.3检测器
2.4光谱定性方法
2.4.1元素的分析线、灵敏线与最后线
2.4.2光谱分析方法
2.5光谱定量方法
2.5.1光谱半定量分析
2.5.2光谱定量分析
2.6光谱分析的应用和特点
2.7火焰光度分析
2.8微波等离子体炬原子发射光谱
第三章一、教学基本要求
1.了解原子吸收分光光度法的特点及其应用。
2.掌握原子吸收光谱分析的原理，理解共振线、分析线、灵敏线、最后线、积分吸收与峰值吸收等概念及基态原子数与原子化温度的关系。
3.掌握原子吸收分光光度计组成部件、各部件的作用及其在结构原理上与紫外—可见分光光度计的区别。
4.掌握原子吸收定量方法（标准曲线法，标准加入法）。
5.掌握原子吸收分光光度法的主要干扰及其抑制，重点掌握背景吸收及其抑制，理解光谱干扰，物理干扰，化学干扰、电离干扰及其抑制。
6.掌握灵敏度及检出限的计算。
7.了解火焰原子吸收法中测定条件的选择。
8.了解原子荧光光谱法的原理及特点。
二、教学内容
3.1原子吸收光谱分析法概述
3.2原子吸收光谱分析基本原理
3.2.1共振线与吸收线
3.2.2基态原子数与激发态原子数的分布
3.2.3谱线轮廓及变宽
3.2.4原子吸收与原子浓度的关系
3.3原子吸收分光光度计
3.3.1光源
3.3.2原子化系统
3.3.3光学系统
3.3.4检测系统
3.3.5原子吸收分光光度计的类型
3.3.6原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计构造原理的比较
3.4定量分析方法
3.4.1标准曲线法
3.4.2标准加入法
3.5干扰的类型及其抑制方法
3.5.1物理干扰
3.5.2化学干扰
3.5.3电离干扰
3.5.4光谱干扰
3.6测定条件的选择
3.6.1分析线选择
3.6.2狭缝宽度选择
3.6.3灯电流选择
3.6.4火焰原子化条件选择
3.6.5石墨炉原子化条件选择
3.7原子吸收光谱分析法的灵敏度及检出限
3.7.1灵敏度
3.7.2检出限
3.8原子吸收光谱分析法的应用
3.8.1直接原子吸收法
3.8.2间接原子吸收法
3.9原子荧光光谱法
3.9.1原子荧光光谱法的基本原理
3.9.2原子荧光光度计
3.9.3定量分析方法及应用
第四章 紫外-可见吸收光谱法
一、教学基本要求
1.理解有机化合物紫外及可见吸收光谱的产生；掌握生色团及助色团对吸收光谱的影响；理解溶剂对紫外吸收光谱的影响。
2.理解无机化合物吸收光谱的产生。
3.熟悉紫外-可见分光光度计的主要部件及其作用、分光光度计的类型。
4.掌握紫外-可见分光光度法的应用（有机物结构的确定）。
二、教学内容
4.1紫外可见吸收光谱分析法概述
4.1.1紫外可见吸收光谱分析法的分类（
4.1.2光的选择吸收与物质颜色的关系
4.1.3紫外可见吸收光谱分析法的特点
4.2光吸收定律
4.2.1朗伯定律和比尔定律
4.2.2吸收定律及吸光度的加和性
4.2.3偏离朗伯比尔定律的原因
4.3化合物电子光谱的产生
4.3.1跃迁类型
4.3.2常用术语
4.3.3有机化合物的电子光谱
4.3.4无机化合物的电子光谱
4.3.5影响电子光谱的因素
4.4紫外可见分光光度）
4.4.1紫外可见分光光度计的分类
4.4.2紫外可见分光光度计的组成及其结构原理
4.4.3紫外可光分光光度计简介
4.5紫外可见分光光度法的应用
4.5.1紫外可见分光光度法的定性分析
4.5.2紫外可见分光光度法的定量分析
第五章 分子发光分析法
一、教学基本要求
1.理解分子荧光基本原理；了解荧光光谱仪的组成及荧光分析法的应用。
2.了解磷光产生的原理、磷光强度与溶液浓度的关系。
二、教学内容
5.1分子发光光谱法概述
5.2分子荧光和分子磷光光谱法
5.2.1基本原理
5.2.2荧光和磷光分析仪器
5.3化学发光分析法
5.3.1概述
5.3.2化学发光分析的基本原理
5.3.3化学发光反应的类型
5.3.4化学发光的测量仪器
5.4分子发光光谱法的应用
5.4.1荧光分析法的应用
5.4.2磷光分析法的应用
5.4.3化学发光分析法的应用
第六章 红外吸收光谱法
一、教学基本要求
1.理解红外光谱基团频率与分子结构的关系。
2.了解红外吸收光谱仪的主要部件及其作用。
3.熟悉光谱图解析方法。
二、教学内容
6.1红外吸收光谱分析法概述
6.2红外光谱分析的基本原理
6.2.1分子振动的形式及振动光谱
6.2.2红外吸收光谱的产生条件和谱带强度
6.2.3红外吸收峰与分子结构的关系
6.2.4化合物的特征基团频率及影响基团频率位移的因素
6.3红外吸收光谱仪
6.3.1红外吸光光谱仪的主要部件
6.3.2色散型红外吸收光谱仪
6.3.3傅里叶变换红外吸收光谱仪
6.4试样的处理及制备
6.4.1红外吸收光谱对试样的要求
6.4.2试样的制备方法
6.5红外吸收光谱的应用
6.5.1红外吸收光谱的定性分析
6.5.2红外吸收光谱定量分析
第七章 核磁共振波谱法
一、教学基本要求
1. 掌握核磁共振波谱分析基本原理
2.掌核磁共振波谱仪基本结构及简单的波谱解析。
二、教学内容
7.1核磁共振波谱分析法概述
7.2核磁共振基本原理
7.3核磁共振波谱仪
7.3.1核磁共振波谱仪的组成
7.3.2核磁共振波谱仪的分类
7.4化学位移和核磁共振谱图
7.4.1化学位移的产生
7.4.2化学位移的表示方法
7.4.3核磁共振谱图
7.4.4影响化学位移的因素
7.4.5化学位移与化合物结构的关系
7.5自旋耦合及自旋裂分
7.5.1自旋耦合及自旋裂分产生的原因
7.5.2耦合常数
7.5.3影响耦合常数的因素
7.6谱图解析
7.7核磁共振波谱的应用
7.7.1定量分析
7.7.2测定相对分子质量
7.7.3手性化合物对映体的测定
7.813C核磁共振波谱（13CNMR）
7.8.113C核磁共振波谱简介
7.8.213C核磁共振波谱的特点
7.8.313C核磁共振波谱的去耦技术
7.8.413C的化学位移δC
7.8.513C核磁共振波亦谱图解析实例
第八章 质谱分析法
一、教学基本要求
1. 掌握质谱分析基本原理
2.掌握质谱仪基本结构。
二、教学内容
8.1质谱分析法概述
8.2质谱分析基本原理
8.3质谱仪
8.4有机质谱中离子的类型
8.5质谱定性分析及谱图解析
8.6有机化合物结构剖析示例
8.7色质联用技术
第九章 电位分析法
一、教学基本要求
1.了解电化学分析方法的分类及特点。理解原电池与电解池的区别。掌握电化学分析法中的基本概念（电极电位、液体接界电位、极化、过电位、指示电极、参比电极等）及盐桥的组成和作用。
2. 了解离子选择性电极的分类，理解玻璃电极的响应原理及玻璃电极的特性，掌握电位法测定溶液pH值的原理及氟离子选择性电极测定离子活度（浓度）的原理，理解离子选择性电极的电位选择系数的含义及其有关计算。
3. 掌握控制电位电解和控制电流电解两种电解过程的特点及应用。
4. 掌握库仑滴定法和微库仑分析法的原理和应用。
二、教学内容
9.1电分析化学法概述
9.1.1电化学电池
9.1.2电极种类
9.1.3化学电池热力学
9.1.4化学电池动力学初步
9.2电位分析法
9.2.1电位分析法的基本原理
9.2.2离子选择性电极的类型及响应机理
9.2.3电位分析法的应用
9.3电解分析法和库仑分析法
9.3.1电解分析法
9.3.2库仑分析法
9.4伏安分析法
9.4.1经典极谱分析的基本原理
9.4.2极谱定量分析基础——扩散电流方程式
9.4.3极谱定性分析基础——半波电位
9.4.4极谱分析的特点和存在的问题
9.4.5现代极谱分析方法
9.4.6溶出伏安法
9.4.7循环伏安法
第十章 气色谱分析法
一、教学基本要求
1.了解色谱分析法的特点及其应用范围。
2.掌握色谱分离基本概念，气相色谱的分离过程。
3.掌握色谱分离的基本理论（塔板理论、速率理论）及总分离效能指标。
4. 理解固定相的选择原则。
5. 熟悉气相色谱仪的构造及各部分的作用；
6. 掌握热导池检测器、氢火焰离子化检测器的检测原理和应用范围；了解电子俘获检测器、火焰光度检测器的检测原理和应用范围；了解灵敏度、检出限评价检测器的性能指标。
7. 理解色谱分离操作条件的选择方法。
8. 掌握气相色谱定性方法，保留指数的计算方法；掌握归一化法、外标法和内标法色谱定量分析方法的特点及有关计算。
二、教学内容
10.1气相色谱分析法概述
10.2气相色谱分析理论基础
10.2.1气相色谱分析的基本原理
10.2.2色谱分离的基本理论
10.2.3分离度R
10.2.4色谱分离基本方程式
10.3气相色谱仪
10.3.1气相色谱流程
10.3.2气相色谱仪的结构
10.4气相色谱固定相
10.4.1气固色谱固定相
10.4.2气液色谱固定相
10.5气相色谱检测器
10.5.1检测器性能评价指标
10.5.2常用检测器
10.6色谱分离操作条件的选择
10.7气相色谱分析方法
10.7.1气相色谱定性鉴定方法
10.7.2气相色谱定量分析方法
10.8毛细管气相色谱法
第十一章 气色谱分析法
一、教学基本要求
1. 掌握高效液相色谱法的特点、分离原理；
2. 理解高效液相色谱仪的仪器特点及工作过程；
3.了解高效液相色谱法常用的检测器，以及高效液相色谱的主要分离类型。
二、教学内容
11.1高效液相色谱法概述
11.1.1高效液相色谱法的发展和特点
11.1.2高效液相色谱法与经典液相色谱法的比较
11.1.3高效液相色谱法与气相色谱法的比较
11.2影响液相色谱柱效能的因素
11.2.1液相色谱的速率理论
11.2.2液相色谱的柱外展宽
11.3高效液相色谱法的主要类型及其分离原理
11.3.1液液分配色谱法
11.3.2液固色谱法
11.3.3离子交换色谱法
11.3.4离子对色谱法
11.3.5离子色谱法
11.3.6空间排阻色谱法
11.4液相色谱固定相和流动相
11.4.1液相色谱固定相
11.4.2液相色谱流动相
11.5高效液相色谱仪
大纲制订人：聂迎春
大纲审定人：
制订日期：
