石河子大学：《仪器分析》课程教学资源（授课教案）仪器分析教案（任课教师：李文娟）

石河子大学教案 课程名称 仪器分析 任课班级 化学08（民） 任课教师 李文娟 化学化工学院 系 教研室 2010-2011第一学期 教学安排

石 河 子 大 学 教 案 课程名称 仪器分析 任课班级 化学 08（民） 任课教师 李文娟 化学化工 学院 系 教研室 2010-2011 第一学期 教学安排

姓名 李文娟职称讲师总学时 54 教材 仪器分析叶宪會、张新祥等编北京大学出版社 仪器分析是分析化学最为重要的组成部分，是化学和相关专业的主干 课程，也是分析化学的发展方向。本课程涉及的分析方法是根据物质 的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成、结构、信息 进行表征和测量，是继《化学分析》后，学生必须掌握的现代分析技 术。它对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要 程 的作用，在整个教学过程中占有非常重要的地位，是化学、应用化学 和材料化学专业的一门重要的必修基础课程。本课程的教学目的是使 介 学生通过本课程的学习，牢固掌握各类仪器分析方法的基本原理以及 仪器的各重要组成部分，对各仪器分析方法的应用对象及分析过程要 有基本的了解。此外，通过本课程的教学，让学生对当今世界各类分 析仪器及分析方法及发展趋势有一些初步的了解，从而为其今后的工 作及更深一步地学习作必要的铺垫。 章次 章名 学时 1-2 绪论光谱分析法引论 兴 3 紫外可见分光光度法 8 4 红外光谱与Raman光谱 6 时 5 分子发光分析法 4 6 原子光谱法 10 9 磁共振波谱法 2 10 第10章电分析化学引论 2 11 第11章电位分析法 4 5 第15章色谱法引论 2 6 第16章气相色谱法 6 17 第17章高效液相色谱法 4 19 第19章质谱法

1 姓 名 李文娟 职 称 讲师 总学时 54 教 材 仪器分析 叶宪曾、张新祥等编 北京大学出版社 课 程 简 介 仪器分析是分析化学最为重要的组成部分，是化学和相关专业的主干 课程，也是分析化学的发展方向。本课程涉及的分析方法是根据物质 的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成、结构、信息 进行表征和测量，是继《化学分析》后，学生必须掌握的现代分析技 术。它对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要 的作用，在整个教学过程中占有非常重要的地位，是化学、应用化学 和材料化学专业的一门重要的必修基础课程。本课程的教学目的是使 学生通过本课程的学习，牢固掌握各类仪器分析方法的基本原理以及 仪器的各重要组成部分，对各仪器分析方法的应用对象及分析过程要 有基本的了解。此外，通过本课程的教学，让学生对当今世界各类分 析仪器及分析方法及发展趋势有一些初步的了解，从而为其今后的工 作及更深一步地学习作必要的铺垫。 章 次 章 名 学 时 1-2 绪论 光谱分析法引论 4 3 紫外-可见分光光度法 8 4 红外光谱与 Raman 光谱 6 5 分子发光分析法 4 6 原子光谱法 10 9 磁共振波谱法 2 10 第 10 章 电分析化学引论 2 11 第 11 章 电位分析法 4 15 第 15 章 色谱法引论 2 16 第 16 章 气相色谱法 6 17 第 17 章 高效液相色谱法 4 学 时 分 配 19 第 19 章 质谱法 2

参考书目： 朱明华编，仪器分析（第二版），北京：高等教有出版社，1993 刘密新，罗国安等编著仪器分析（第2版）清华大学出版社2002 何金兰、杨克让、李小戈编著仪器分析原理科学出版社2002 胡胜水、曾昭睿等编仪器分析习题精解 课程表 、星期 星期 星期 节 五 1-2节 仪器分析(1一15周)新教C309 7-8节 仪器分析(1一14周)新教C309 2

2 参考书目： 朱明华编， 仪器分析 （第二版），北京：高等教育出版社， 1993 刘密新，罗国安等编著 仪器分析（第 2 版）清华大学出版社 2002 何金兰、杨克让、李小戈编著 仪器分析原理 科学出版社 2002 胡胜水、曾昭睿等编 仪器分析习题精解 课 程 表 星期 节 星期一 星期 五 1-2 节 仪器分析（1—15 周）新教 C309 7-8 节 仪器分析(1—14 周)新教 C309

年月日 教学 1.了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区别 2.仪器分析方法的分类和它的发展情况 目的 3.掌握光学分析法应具备的基础知识 第一章绪论 仪器分析和化学分析 1.化学分析定义 2.仪器分析定义 3.两者的区别 二、仪器分析方法的分类 根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类 数 1.光学分析法 2.电化学分析法 3.色谱法 4.其它仪器分析方法 学 二、仪黑分析的发每樱术 内 发展趋势 1计算机技术在仪器分析中的广泛应用，实现了仪器操作和数据处理 自动化。 2不同方法联用提高仪器分析的功能 3.各学科的互相渗透 第二章光谱分析法引论 一、光谱分析法及分类 1.发射光谱法2.吸收光谱法3.散射光谱法 教学重 重点：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发 点、难点 展趋势。 及教学 难点：仪器分析方法的分类 方法 三、教法：多媒体课件讲授、辅导 作业、思 1.作业与思考题： 考题（讨 论题)、 阅读材 科 2.阅读材料：教材及学习指导中的有关内容。 课 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 3

3 年 月 日 教 学 目 的 1.了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区别 2.仪器分析方法的分类和它的发展情况 3.掌握光学分析法应具备的基础知识 教 学 内 容 第一章 绪论 一、仪器分析和化学分析 ⒈化学分析定义 ⒉仪器分析定义 ⒊两者的区别 二、仪器分析方法的分类 根据测量原理和信号特点，仪器分析方法大致分为四大类 ⒈光学分析法 ⒉电化学分析法 ⒊色谱法 ⒋其它仪器分析方法 三、仪器分析的发展概述 发展趋势 ⒈计算机技术在仪器分析中的广泛应用，实现了仪器操作和数据处理 自动化。 ⒉不同方法联用提高仪器分析的功能。 ⒊各学科的互相渗透 第二章 光谱分析法引论 一、光谱分析法及分类 1.发射光谱法 2.吸收光谱法 3.散射光谱法 教 学 重 点、难点 及 教 学 方法 一、重点：仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发 展趋势。 二、难点：仪器分析方法的分类 三、教法：多媒体课件讲授、辅导 作业、思 考题（讨 论题）、 阅 读 材 料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 教学 1、掌握电磁辐射及其与物质的相互作用，光学分析发的分类 目的 了解光谱、分析仪器和仪器分析的发展 第二章光谱分析法引论 电磁辐射的性质 电磁辐射具有波动性和粒子性。 1.波动性 学 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率(·)人、波长（入） 和波数（δ）等波参数表征。掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。 2.微粒性 容 普朗克方程 E=ho=h冷 (1-1) 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来， 3、电磁波谱 按照波长的大小顺序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱 区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。 三、光谱仪器 1.光源2.单色器3.吸收池4.检测器5.读出装置 教学重 一、重点：电磁波、光、电磁辐射：光谱与非光谱：电磁辐射的产生与物 质的相石作用 点、难点 二、难点：光的波粒二象性：电磁辐射：吸收光谱：发射光谱：原子光谱： 及教学 分子光谱。 方法 三、教法：多媒体课件讲授、辅导 作业、思 1.作业与思考题： 考题（讨 论题)、 阅读材 料 2.阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 4

4 年 月 日 教 学 目 的 1、掌握电磁辐射及其与物质的相互作用，光学分析发的分类 2、了解光谱、分析仪器和仪器分析的发展 教 学 内 容 第二章 光谱分析法引论 二、电磁辐射的性质 电磁辐射具有波动性和粒子性。 ⒈波动性 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率(υ)、波长(λ) 和波数(δ)等波参数表征。掌握频、波长、波数的定义及之间的关系。 ⒉微粒性 普朗克方程 E     h  c h (1－1) 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来， 3、电磁波谱 按照波长的大小顺序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱 区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。 三、光谱仪器 1.光源 2.单色器 3.吸收池 4.检测器 5.读出装置 教 学 重 点、难点 及 教 学 方法 一、重点：电磁波、光、电磁辐射；光谱与非光谱；电磁辐射的产生与物 质的相互作用。 二、难点：光的波粒二象性；电磁辐射；吸收光谱；发射光谱；原子光谱； 分子光谱。 三、教法：多媒体课件讲授、辅导 作业、思 考题（讨 论题）、 阅 读 材 料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 1掌握紫外一可见吸收光谱的产生 教学 2.掌握不同化合物的紫外可见光谱及UV常用术语 目的 3.影响紫外可见光谱因素 物 第三章紫外可见分光光度法 学 第一节紫外可见吸收光谱 1.紫外-可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见 内 光谱区辐能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。 2.有机化合物紫外光谱 3无机化合物的紫外光谱 4紫外光谱常用术语 吸收光谱、吸收峰、生色团、发色团、红移、蓝移、增色效应、减色效应 5影响紫外可见光谱的因素 共轭效应、立体化学效应、溶剂影响、pH影响 教学重 一、重点：影响紫外光谱的因素 点、难点 二、难点：分子的电子能级和跃迁 及教学 三、教法多媒体课件讲授、学生练习 方法 作业、思 1.作业与思考题： 考题（讨 论题)、 阅读材 2.阅读材料：教材及学习指导中的有关内容。 料 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 5

5 年 月 日 教 学 目 的 1.掌握紫外－可见吸收光谱的产生 2.掌握不同化合物的紫外可见光谱及 UV 常用术语 3.影响紫外-可见光谱因素 教 学 内 容 第三章 紫外-可见分光光度法 第一节 紫外可见吸收光谱 1. 紫外-可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见 光谱区辐能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。 2.有机化合物紫外光谱 3 无机化合物的紫外光谱 4 紫外光谱常用术语 吸收光谱、吸收峰、生色团、发色团、红移、蓝移、增色效应、减色效应 5 影响紫外-可见光谱的因素 共轭效应、立体化学效应、溶剂影响、pH 影响 教 学 重 点、难点 及 教 学 方法 一、重点：影响紫外光谱的因素 二、难点：分子的电子能级和跃迁 三、教法：多媒体课件讲授、学生练习 作业、思 考题（讨 论题）、 阅 读 材 料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 教学 1. 掌握Lambert-Beer定律 目的 2.掌握紫外分光光度计的基本构造 教 第三章紫外可见分光光度法 第二节Lambert-Beer定律 学 1.投射比和吸光度A=-1gT 2.Lambert-Beer定律A=kcl 内 3.吸光系数EA 4.偏离Lambert-Beer定律的因素 第三节紫外可见分光光度计 一、紫外可见分光光度计主要组成部件： 光源、单色器、洗手池、检测器、信号指示系统 二、紫外可见分光光度计类型 1.单光束分光光度计2.双光束分光光度计 3.双波长分光光度计4.多通道分光光度计 三、分光光度计的校正 教学重 重点：l:Lambert-Beer定律 2.偏离Lambert-Beer定律的影响因素 点、难 难点：分光光度计的构造 点及教 教法：多媒体讲授法、讨论、板演。 学方法 作业、 1.作业与思考题： 思考题 (讨论 题)、阅 读材料 2。阅读材料：教材及学习指导中的有关内容。 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 6

6 年 月 日 教 学 目 的 1. 掌握 Lambert-Beer 定律 2. 掌握紫外分光光度计的基本构造 教 学 内 容 第三章 紫外可见分光光度法 第二节 Lambert-Beer 定律 1.投射比和吸光度 A=-lgT 2. Lambert-Beer 定律 A=kcl 3.吸光系数 ε A1cm 1% 4. 偏离 Lambert-Beer 定律的因素 第三节紫外可见分光光度计 一、紫外可见分光光度计主要组成部件： 光源、单色器、洗手池、检测器、信号指示系统 二、紫外可见分光光度计类型 1.单光束分光光度计 2.双光束分光光度计 3.双波长分光光度计 4.多通道分光光度计 三、分光光度计的校正 教学重 点 、 难 点 及 教 学方法 重点：1：Lambert-Beer 定律 2.偏离 Lambert-Beer 定律的影响因素 难点：分光光度计的构造 教法：多媒体讲授法、讨论、板演。 作业、 思 考 题 （ 讨 论 题）、阅 读材料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 教学 1.掌握分析条件选择 目的 2.了解分光光度法的应用 教 第三章紫外可见分光光度法 第四节分析条件的选择 冰 一、仪器测量条件 内 二、反应条件的选择 1.显色剂用量2.溶液酸度3.其他问题 容 参比溶液选择 1.溶剂参比2.试剂参比3.试样参比4.平行操作溶液参比 四、干扰及消除方法 第五节可见分光光度法的应用 一，定性分析 L.WoodWard-Fieser规则 教学重 重点：分析条件选择 点、难 难点：干扰及消除方法 点及教 教法：讲述、多媒体讲授法、启发式、练习。 学方法 作业、 1.作业与思考题： 思考题 (讨论 题)、阅 读材料 2.阅读材料：教材及学习指导中的有关内容。 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 7

7 年 月 日 教 学 目 的 1.掌握分析条件选择 2.了解分光光度法的应用 教 学 内 容 第三章 紫外可见分光光度法 第四节 分析条件的选择 一、仪器测量条件 二、反应条件的选择 1.显色剂用量 2.溶液酸度 3.其他问题 三、参比溶液选择 1.溶剂参比 2.试剂参比 3.试样参比 4. 平行操作溶液参比 四、干扰及消除方法 第五节 可见分光光度法的应用 一.定性分析 1.WoodWard-Fieser 规则 教学重 点 、 难 点 及 教 学方法 重点：分析条件选择 难点：干扰及消除方法 教法：讲述、多媒体讲授法、启发式、练习。 作业、 思 考 题 （ 讨 论 题）、阅 读材料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 教学 掌握紫外可见分光光度法的定性、定量分析方法 目的 了解用紫外光谱测定配合物的稳定常数，酸碱的解离常数 教 第三章紫外可见分光光度法 第五节可见分光光度法的应用 学 定性分析 2.scott规则 内 二、 结构分析 容 1.判别顺反异构 2.判别互变异构 三、定量分析 1.单组份定量分析 2.多组分定量分析 四、配合物组成及稳定常数的测定 五、酸碱理解常数的测定 教学重 重点：定性、定量分析 点、难 难点：配合物稳定常数测定：酸碱理解常数的测定 点及教 教法：讲述、多媒体讲授法、讨论、练习。 学方法 作业、 1.作业与思考题： 思考题 (讨论 题)、阅 读材料 2.阅读材料：教材及学习指导中的有关内容。 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 8

8 年 月 日 教 学 目 的 1. 掌握紫外可见分光光度法的定性、定量分析方法 2. 了解用紫外光谱测定配合物的稳定常数，酸碱的解离常数 教 学 内 容 第三章 紫外可见分光光度法 第五节 可见分光光度法的应用 一、定性分析 2.scott 规则 二、结构分析 1.判别顺反异构 2.判别互变异构 三、定量分析 1.单组份定量分析 2.多组分定量分析 四、配合物组成及稳定常数的测定 五、酸碱理解常数的测定 教学重 点 、 难 点 及 教 学方法 重点：定性、定量分析 难点：配合物稳定常数测定；酸碱理解常数的测定 教法：讲述、多媒体讲授法、讨论、练习。 作业、 思 考 题 （ 讨 论 题）、阅 读材料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等

年月日 教学 1.熟悉红外光谱的基本概念，了解红外光谱的基本原理。 掌握振动类型与形式 目的 教 第四章红外光谱与Raman光谱法 学 第一节概述 一.红外光区划分 色 红外光区、中红外光区、远红外光区 二.红外光谱特点 容 能量较紫外光低，只能引起分子中振动、转动能及跃迁，不会引起 电子能级跃迁 第二节基本原理 一、产生红外吸收条件 1.能量满足2.有偶极矩的变化 二、双原子分子振动 三、多原子分子振动 1.简正振动2.简正振动的基本形式3.振动数目4.吸收谱带强度 四、吸收谱带的强度 五、基团频率 1.官能团具有的特征吸收频率 教学重 重点：红外光谱产生条件 点、难 难点：多原子分子振动形式及数目 点及教 教法：多媒体展示、学生讨论、重在练习. 学方法 作业、 1.作业与思考题： 思考题 (讨论 题)、阅 2.阅读材料：教材及学习指导中的有关内容 读材料 课后记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。 9

9 年 月 日 教 学 目 的 1. 熟悉红外光谱的基本概念，了解红外光谱的基本原理。 掌握振动类型与形式 教 学 内 容 第四章 红外光谱与 Raman 光谱法 第一节 概述 一.红外光区划分 红外光区、中红外光区、远红外光区 二.红外光谱特点 能量较紫外光低，只能引起分子中振动、转动能及跃迁，不会引起 电子能级跃迁 第二节 基本原理 一、产生红外吸收条件 1.能量满足 2.有偶极矩的变化 二、双原子分子振动 三、多原子分子振动 1.简正振动 2.简正振动的基本形式 3.振动数目 4.吸收谱带强度 四、吸收谱带的强度 五、基团频率 1.官能团具有的特征吸收频率 教学重 点 、 难 点 及 教 学方法 重点：红外光谱产生条件 难点：多原子分子振动形式及数目 教法：多媒体展示、学生讨论、重在练习. 作业、 思 考 题 （ 讨 论 题）、阅 读材料 1. 作业与思考题： 2. 阅读材料： 教材及学习指导中的有关内容。 课 后 记 注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等