化验员读本仪器分析-下册-第5版

**章仪器分析方法概述1

一、当代分析化学面临的任务1

二、当代分析化学方法的分类2

三、现代分析仪器的分类4

四、分析仪器的发展趋向9

五、分析工作者的责任和分析技能培养14

第二章电化学分析法16

**节电化学基础知识16

一、电化学电池16

（一）原电池16

（二）电解池17

二、电极电位与能斯特方程式18

三、标准电极电位18

第二节各种测量用电极19

一、参比电极20

二、指示电极21

三、离子选择性电极24

第三节电位分析法及其应用28

一、电位分析法测定溶液的pH值28

二、电位分析法测定离子活度34

三、电位滴定法37

四、死停终点法41

第四节库仑分析法42

一、基本原理42

二、控制电位库仑分析法45

三、恒电流库仑分析法45

四、动态库仑分析法48

第五节溶出伏安法51

一、方法原理51

二、实验装置52

三、影响溶出峰的因素53

四、应用实例——阳极溶出伏安法在有色轻金属分析中的应用55

第六节商品仪器简介55

学习要求57

复习题57

第三章原子发射光谱法60

**节基本原理60

一、光谱的产生60

二、原子发射光谱63

第二节原子发射光谱仪65

一、光源65

二、分光系统75

三、检测系统80

四、数据处理系统84

五、原子发射光谱仪的类型85

六、原子发射光谱仪的分析性能参数90

第三节定性分析和定量分析91

一、定性分析91

二、半定量分析93

三、定量分析94

第四节原子发射光谱的实验技术97

一、固体试样专用进样装置和技术97

二、氩气源及其使用100

三、ICP光谱分析中操作参数的正确选择102

第五节原子发射光谱分析中的干扰效应及其校正105

一、光谱干扰105

二、非光谱干扰107

三、基体效应109

第六节原子发射光谱分析的应用109

一、火花光源原子发射光谱仪测定碳素钢和中低合金钢中的多种元素含量110

二、电感耦合等离子体发射光谱仪测定钛白粉中14种微量元素112

三、辉光放电原子发射光谱仪对金属板材表面镀层的深度分析114

学习要求115

复习题116

第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法117

**节原子吸收光谱法基本原理117

一、方法原理117

（一）电子跃迁117

（二）原子吸收光谱的几个重要概念118

二、方法特点和应用范围123

第二节原子吸收光谱仪124

一、光源125

（一）空心阴极灯125

（二）无极放电灯128

（三）高聚焦短弧氙灯128

二、原子化系统129

（一）火焰原子化器129

（二）无火焰原子化装置132

（三）化学原子化133

三、分光系统134

四、检测系统136

五、数据处理系统137

六、常用商品仪器137

第三节原子吸收光谱法测定条件的选择141

一、*佳实验操作条件的选择141

（一）吸收波长(共振线)的选择141

（二）原子化工作条件的选择144

（三）光谱通带的选择147

（四）检测器光电倍增管工作条件的选择148

二、干扰因素及消除方法148

（一）化学干扰及消除148

（二）物理干扰及消除150

第四节原子吸收光谱法定量分析152

一、灵敏度、检测限和回收率152

（一）灵敏度152

（二）检测限153

（三）回收率153

二、定量分析方法154

（一）标准工作曲线法154

（二）标准加入法155

（三）稀释法156

（四）内标法(内标工作曲线法)156

第五节原子吸收光谱法的实验技术157

一、分析试样的制备157

二、标准储备溶液的配制158

三、火焰原子化使用的气源159

四、空心阴极灯的安装调试160

五、原子吸收光谱仪的使用和维护161

（一）原子吸收光谱仪的主要技术参数161

（二）原子吸收光谱仪的一般操作规程162

（三）原子吸收光谱仪的维护163

第六节原子荧光光谱法164

一、方法原理164

二、原子荧光光谱仪166

三、测定条件的选择172

四、干扰因素及消除方法174

第七节测定实例175

一、化学试剂氯化锌中钠、钾、镁、钙含量的测定175

二、铂重整催化剂中痕量硅、铁、钠、铜含量的分析176

三、废水中钴和镍的测定177

四、地表水或废水中铍的测定177

五、人发中锌含量的测定178

六、废水中痕量汞的测定178

七、化妆品中汞（或砷）的原子荧光光谱法测定179

学习要求179

复习题180

第五章可见光吸收光谱法182

**节基本原理182

一、分子吸收光谱产生的机理182

二、溶液颜色与光吸收的关系184

三、光吸收曲线184

四、光的吸收定律186

五、分光光度法灵敏度187

六、可见分光光度法的特点188

第二节显色反应及显色条件的选择189

一、显色反应189

二、显色剂189

三、显色反应条件的选择192

四、共存离子的干扰及消除方法195

第三节目视比色法196

一、工作原理196

二、测定方法196

第四节可见光分光光度仪器197

一、可见光分光光度计的主要部件198

二、分光光度计的类型与型号200

三、分光光度计的检验和维护202

第五节测定条件的选择203

一、入射光波长的选择203

二、参比溶液的选择204

三、吸光度范围的控制205

四、狭缝宽度的选择206

第六节定量测定方法206

一、单一组分测定206

二、多组分测定209

三、分光光度法误差与提高分析结果准确度的方法213

第七节测定实例216

一、邻二氮菲分光光度法测定微量铁216

（一）方法原理216

（二）仪器及试剂216

（三）测定条件216

（四）工作曲线绘制及铁含量的测定217

二、双波长法同时测定水中微量Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)218

三、二阶导数分光光度法同时测定锗和钼219

学习要求220

复习题220

第六章紫外吸收光谱法223

**节基本原理224

一、分子轨道与电子跃迁的类型224

二、发色基团和助色基团226

三、吸收带的类型227

四、红移、蓝移、增色效应和减色效应228

第二节有机化合物的紫外吸收光谱228

一、常见有机化合物的紫外吸收光谱228

二、影响紫外吸收光谱的主要因素231

第三节紫外分光光度计233

一、单波长双光束紫外可见分光光度计233

二、双波长双光束紫外可见分光光度计234

第四节紫外吸收光谱法的应用234

一、在有机化合物定性鉴定中的应用235

二、在有机化合物定量分析中的应用237

第五节测定实例239

一、有机化合物紫外吸收光谱的绘制及溶剂效应239

（一）方法原理239

（二）仪器及试剂239

（三）测定步骤及结果239

二、紫外分光光度法同时测定水体中的硝酸盐和亚硝酸盐240

三、双波长紫外分光光度法同时测定维生素C和维生素E241

学习要求242

复习题242

第七章红外吸收光谱法245

**节基本原理245

一、分子的振动能级和转动能级246

二、红外吸收光谱的产生条件248

三、红外吸收光谱的术语249

四、红外吸收光谱的图示方法250

五、方法特点、局限性和应用范围251

第二节有机化合物的红外吸收光谱253

一、基团振动波数和红外吸收光谱区域253

（一）X—H伸缩振动区（X表示C、O、N、S等原子）253

（二）三键和积累双键伸缩振动区254

（三）双键伸缩振动区254

（四）部分X—Y单键的伸缩振动和X—X的面内、面外弯曲(变形)振动254

二、影响官能团吸收峰波数的因素263

（一）内部因素的影响263

（二）外部因素的影响265

第三节红外吸收光谱仪266

一、基本结构和工作原理266

（一）基本结构266

（二）工作原理270

二、傅里叶变换红外吸收光谱仪271

（一）仪器组成272

（二）工作原理273

三、商品仪器简介274

第四节红外吸收光谱的实验技术275

一、样品的制备275

（一）制备样品的要求275

（二）固态样品275

（三）液态样品276

（四）气态样品277

二、红外吸收光谱仪的使用和维护277

第五节红外吸收光谱法在有机分析中的应用278

一、定性分析——在有机官能团的鉴定和结构分析中的应用278

（一）谱图解析要点278

（二）定性分析步骤280

（三）谱图解析实例283

二、定量分析——工作曲线法和内标法288

（一）吸光度的测量方法——基线法288

（二）测量条件的选择289

（三）定量分析方法289

学习要求290

复习题290

第八章气相色谱法294

**节色谱分析法的原理及分类294

一、茨维特的经典实验294

二、色谱分析法的分离原理及特点295

三、色谱分离过程的平衡常数296

四、色谱分析法的分类297

第二节气相色谱法简介298

一、方法特点298

二、气相色谱流出曲线的特征299

（一）色谱峰的位置299

（二）色谱峰的峰高或峰面积300

（三）色谱峰的宽窄301

（四）色谱峰间的距离301

三、气相色谱法的应用范围302

第三节气相色谱仪303

一、载气流速控制及测量装置305

（一）气相色谱使用的各种气源305

（二）气体的净化307

（三）载气流速的控制308

（四）载气流速的测量309

二、进样器和气化室311

（一）进样器311

（二）气化室314

三、色谱柱及柱温控制317

四、检测器320

五、数据处理系统321

六、气相色谱仪的使用和维护322

（一）气相色谱仪的性能指标322

（二）气相色谱仪的使用规则323

（三）气相色谱仪的维护323

七、商品气相色谱仪简介324

第四节固定相327

一、气固色谱的固定相327

二、气液色谱的固定相335

（一）填充柱常用载体的性质及处理方法335

（二）填充柱使用的固定液338

（三）熔融石英毛细管柱345

第五节检测器354

一、检测器的响应特性354

二、检测器的性能指标354

三、热导池检测器359

四、氢火焰离子化检测器361

五、热离子化检测器364

六、电子捕获检测器367

七、火焰光度检测器370

八、光离子化检测器373

第六节定性及定量分析方法376

一、定性分析方法376

（一）常用的保留值简介376

（二）常用的定性方法379

二、定量分析方法380

（一）峰高、峰面积定量法——检量线法（工作曲线法）380

（二）基线漂移时色谱峰面积的测量381

（三）定量校正因子382

（四）定量校正因子与检测器相对响应值的关系386

（五）内标法386

（六）外标法387

（七）归一化法387

第七节基本原理388

一、塔板理论388

二、速率理论389

（一）涡流扩散项（A）390

（二）分子扩散项（B/u）391

（三）传质阻力项（Cu）391

三、色谱分离操作条件的选择394

四、毛细管柱的速率理论及操作条件的选择400

（一）毛细管柱的速率方程式400

（二）毛细管柱的操作条件401

（三）毛细管柱与填充柱的比较403

第八节气相色谱法的实验技术405

一、毛细管柱的准备405

二、毛细管柱气相色谱的进样技术407

（一）大口径毛细管柱的直接进样407

（二）分流进样408

（三）不分流进样410

（四）冷柱头进样412

（五）程序升温气化进样（PTV）415

（六）毛细管气相色谱中的补充气416

三、填充柱与毛细管柱的性能比较417

四、程序升温操作技术418

（一）基本原理420

（二）操作条件的选择423

（三）程序升温气相色谱法的应用范围425

五、保留时间锁定技术426

第九节测定实例427

一、永久性气体的分析427

二、低级烃类的全分析429

三、有机溶剂中微量水的分析431

四、牛奶中有机氯农药的毛细管柱色谱分析432

五、白酒中主要成分的色谱分析434

六、室内环境空气中总挥发有机物含量分析435

七、石油产品的模拟蒸馏438

八、用专用毛细管柱分析汽油的族组成（PONA值）439

学习要求440

复习题442

第九章高效液相色谱法444

**节高效液相色谱法简介444

一、方法特点444

二、应用范围和局限性447

第二节高效液相色谱仪448

一、流动相的储液罐449

二、高压输液泵及梯度洗脱装置451

（一）高压输液泵451

（二）输液系统的辅助设备458

（三）梯度洗脱装置459

三、进样装置462

四、色谱柱464

五、检测器467

（一）检测器的分类和响应特性467

（二）紫外吸收检测器469

（三）示差折光检测器472

（四）电导检测器473

（五）荧光检测器474

（六）蒸发光散射检测器475

（七）带电荷气溶胶检测器476

（八)多角度（激光）光散射检测器477

六、数据处理系统478

七、高效液相色谱仪的使用和维护479

八、HPLC仪器简介481

第三节固定相和流动相485

一、液固色谱法和液液色谱法485

（一）分离原理485

（二）固定相486

（三）流动相494

二、化学键合相色谱505

（一）键合固定相的分类505

（二）键合相色谱流动相508

（三）亲水作用色谱515

三、整体柱520

第四节基本理论525

一、表征色谱柱性能的重要参数525

二、速率理论(范第姆特方程式)526

三、诺克斯方程式529

四、HPLC的柱外效应531

五、高效液相色谱操作条件的优化532

六、超高效液相色谱533

第五节高效液相色谱法的实验技术536

一、溶剂的纯化技术537

二、色谱柱的装填537

三、色谱柱的保护与再生技术540

四、梯度洗脱技术542

第六节测定实例551

一、增塑剂——邻苯二甲酸酯的分析551

二、稠环芳烃的分析551

三、水溶性维生素的分析552

四、在C4烷基反相键合相上，多肽和蛋白质的分离554

五、水解蛋白质中氨基酸的分析555

六、两性表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚的组成分析555

七、吡啶衍生物的HILIC分析556

学习要求557

复习题557

第十章核磁共振波谱法559

**节核磁共振波谱法概述559

一、基本原理560

（一）原子核的磁性质560

（二）自旋核在磁场中的行为561

（三）核磁共振条件562

（四）弛豫过程563

二、核磁共振仪简介564

（一）连续波核磁共振仪565

（二）脉冲傅里叶变换核磁共振仪565

第二节化学位移567

一、化学位移的产生567

二、化学位移的表示568

三、氘代溶剂569

四、影响化学位移的因素570

五、各类质子的化学位移573

第三节自旋耦合及自旋裂分574

一、耦合常数与分子结构的关系576

二、核的等价性577

三、自旋体系的分类与表示582

第四节核磁共振谱图类型583

一、一级谱的两个必要条件与规律583

（一）一级谱的必要条件583

（二）一级谱的特征583

二、高级谱584

第五节1H NMR实验技术584

一、重氢交换法确认活泼氢584

二、位移试剂的应用584

三、高磁场强度仪器的应用586

四、核磁双共振技术586

（一）自旋去耦法587

（二）NOE效应588

五、普通样品制备588

第六节1H NMR谱图解析589

一、1H NMR谱图解析一般步骤589

二、1H NMR谱图解析实例590

第七节核磁共振碳谱593

学习要求596

复习题596

第十一章质谱法601

**节质谱法概述601

一、质谱的发展史601

二、质谱仪的分类602

三、质谱分析法的特点602

第二节质谱仪603

一、质谱仪结构603

（一）离子源（ion source）603

（二）质量分析器608

（三）检测器613

（四）真空系统613

（五）质谱联用技术614

二、质谱仪性能指标618

（一）灵敏度618

（二）分辨率618

（三）质量范围619

（四）质量稳定性和质量精度620

第三节EI质谱中的各种离子及断裂机理620

一、分子离子620

二、碎片离子621

（一）游离基引发的断裂（α断裂和β断裂）621

（二）正电荷引发的断裂（诱导断裂）622

（三）σ断裂623

（四）环烯的断裂——逆狄尔斯-阿德尔反应623

三、同位素离子623

四、重排离子625

第四节质谱解析626

一、EI质谱的解析626

（一）分子量的确定626

（二）分子式的确定627

（三）分子结构的确定627

二、软电离源质谱的解析634

（一）化学电离源质谱634

（二）电喷雾电离源质谱634

第五节质谱分析方法635

一、气相色谱-质谱联用仪分析方法建立635

（一）GC-MS分析条件的选择635

（二）GC-MS数据的采集636

（三）GC-MS得到的信息636

（四）GC-MS定性分析638

（五）GC-MS定量分析639

二、液相色谱-质谱联用仪分析方法建立640

（一）LC-MS分析条件的选择640

（二）LC-MS定性和定量分析640

第六节质谱技术的应用641

学习要求641

复习题642

参考文献645