高等分離分析總結(jié) 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 研究生課程

1、第一章 第一章 緒論 緒論化學(xué)分析與儀器分析的關(guān)系，分析化學(xué)的發(fā)展方向，分析化學(xué)中的儀器分析方法，儀器分析的基本原理。1.1 化學(xué)與分析化學(xué) 化學(xué)與分析化學(xué)化學(xué)：研究包括原子、分子、超分子等各種物質(zhì)的不同層次與復(fù)雜程度的聚集態(tài)的合成和制備、反應(yīng)和轉(zhuǎn)化、分離和分析、結(jié)構(gòu)和形態(tài)、化學(xué)物理性能和生物與生理活性及其規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。 分析化學(xué)：一門發(fā)展和應(yīng)用各種理論、方法、儀器和策略，以獲取有關(guān)物質(zhì)在相對(duì)時(shí)空內(nèi)的組成和性質(zhì)的信息的科學(xué) 1.2

2、分析化學(xué)的任務(wù) 分析化學(xué)的任務(wù)（1）定性分析：考質(zhì) – 是什么：組成、（2D/3D)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)（2）定量分析：求數(shù) – 有多少：濃度、豐度、比率 – 靜態(tài)定量分析（3）時(shí)空變化：求數(shù) - 動(dòng)態(tài)的定量分析：時(shí)空分辨化學(xué)組成/濃度分布 – 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、2D/3D 分子成像1.3 分析化學(xué)的種類 分析化學(xué)的種類 按方法分類：（1）化學(xué)分析：以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及其計(jì)量關(guān)系為基礎(chǔ)的分析方法。（2）儀器分析：通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)性

3、質(zhì)的參數(shù)及其變化來(lái)獲取物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的分析方法。按分析對(duì)象：無(wú)機(jī)分析、有機(jī)分析按所需試樣量：常量分析、半常量分析、微量分析、超微量分析按分析物狀態(tài)：成分分析、價(jià)態(tài)分析、形態(tài)分析、結(jié)構(gòu)分析1.4 分析化學(xué)的發(fā)展歷史 分析化學(xué)的發(fā)展歷史（1）第一次變革：20世紀(jì)初，物理化學(xué)溶液理論的發(fā)展，建立了溶液中四大反應(yīng)平衡理論，酸堿（電離）平衡、沉淀平衡 、配位平衡、氧化還原平衡（2）第二次變革：第二次世界大戰(zhàn)前后到60年代

4、，核磁共振波譜、氣相色譜、極譜分析 （3）第三次變革：始于1980，計(jì)算機(jī)控制的分析數(shù)據(jù)采集與處理、化學(xué)計(jì)量學(xué)、化學(xué)信息學(xué)。1.5 儀器分析特點(diǎn) 儀器分析特點(diǎn)（1）三高：高靈敏度、高選擇性、高速度；三微：微區(qū)、微粒、微量。（2）相對(duì)誤差較大 5%，不適合常量和高含量成分的測(cè)定 。（3）需要價(jià)格比較昂貴的專用儀器 1.6 儀器分析的應(yīng)用 儀器分析的應(yīng)用化學(xué)：新化合物的結(jié)構(gòu)表征、反應(yīng)機(jī)理探索 ?生命科學(xué)：組學(xué)研究、DNA測(cè)序、臨床檢驗(yàn)、醫(yī)學(xué)

5、成像 ?環(huán)境科學(xué)：環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境毒理 ?材料科學(xué)：新材料表征、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系 ?藥物發(fā)現(xiàn)：靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、構(gòu)效關(guān)系研究、藥理學(xué) ?地質(zhì)科學(xué)：地質(zhì)年代學(xué)、天體年代學(xué)、太陽(yáng)系星云演化、月球形成與演化、地球古環(huán)境 示波器、顯示器、打印機(jī)等 。 1.10 分析儀器的性能指標(biāo) 分析儀器的性能指標(biāo)（1）精密度 ）精密度同一分析儀器的同一方法對(duì)同一個(gè)樣品多次測(cè)定所得數(shù)據(jù)的一致程度，是表征隨機(jī)誤差大小的指標(biāo)，即重現(xiàn)性。 按國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC

6、)規(guī)定，用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)p偏差表示精密度(也記為RSD%，變異系數(shù)): % 100xS CV RSD ? ? ） （ 1/ ) (1) ( 21 1212??? ??? ? ? ?? ? ?nn x xnx xSniiniinii（2）靈敏度 ）靈敏度分析儀器區(qū)別具有微小濃度差異分析物能力的度，靈敏度決定于校準(zhǔn)曲線的斜率和儀器設(shè)備的重現(xiàn)性或精密度，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率越大，方法越靈敏。根據(jù)IUPAC規(guī)定，靈敏度用校準(zhǔn)靈敏度表示(calibration

7、 sensitivity) ：R=Sc+Sb1R：測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)；S：校準(zhǔn)靈敏度；c：分析物濃度；Sb1：儀器本底空白信號(hào)分析靈敏度：Sa=S/Ss （S，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，即校準(zhǔn)靈敏度；Ss，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)偏差）（3）檢出限 ）檢出限又稱檢測(cè)下限或最低檢出量等，定義為一定置信水平下檢出分析物或組分的最小量或最小濃度。 Sm=Sbla+ksblSbla，空白信號(hào)平均值；k=3；sbl，空白信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)差。（4）動(dòng)態(tài)范圍 ）動(dòng)態(tài)范圍定量測(cè)定最低濃度(L

8、OQ)擴(kuò)展到校準(zhǔn)曲線偏離線性響應(yīng)(LOL)的濃度范圍 – 動(dòng)態(tài)范圍。 定量測(cè)定下限一般取等于10倍空白重復(fù)測(cè)定標(biāo)淮差，或10sbl。 （5）選擇性和響應(yīng)速度 ）選擇性和響應(yīng)速度選擇性是指避免試樣中含有其他組分干擾組分測(cè)定的能力。響應(yīng)速度是指儀器對(duì)檢測(cè)信號(hào)的反應(yīng)速度，定義為儀器達(dá)到信號(hào)總變化量一定百分?jǐn)?shù)所需的時(shí)間。（6）分辨率 ）分辨率儀器鑒別由兩相近組分產(chǎn)生信號(hào)的能力。 （7）分析儀器和方法校正 ）分析儀器和方法校正儀器分析中將分析儀器

9、產(chǎn)生的各種響應(yīng)信號(hào)值轉(zhuǎn)變成被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)或量的過(guò)程稱為校正，一般包括分析儀器的特征性能指標(biāo)和定量分析方法校正。 ? 儀器分析定量方法校正，即建立儀器輸出的測(cè)定信號(hào)與被分析物質(zhì)濃度或量的關(guān)系。最普通的方法是用一組含待測(cè)組分量不同的標(biāo)準(zhǔn)試樣或基準(zhǔn)物質(zhì)配成濃度不同溶液作出校正曲線。 ? 儀器定量方法校正，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物不同，一般可分為外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法兩大類。外標(biāo)法的共同點(diǎn)是所使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測(cè)定物是同一物質(zhì);內(nèi)標(biāo)法的標(biāo)準(zhǔn)物與被測(cè)定物不是同一物