作者: 陈培榕 等 出版社: 清华大学出版社 出版日期:2006-1-14
内容简介 本书是清华大学仪器分析实验课教材,是近20年实践教学和部分科研成果的总结,具有学习与实用相结合的特色。 书中涉及的仪器既有国民经济中广泛应用的经典仪器,也有具有较大应用潜力的新型或大型仪器。 实验分为必修实验、选修实验、综合实验3种类型。在每个实验中都介绍了实验原理、实验技术和方法、仪器结构和功能等内容,使学生对仪器和仪器的主要应用有较全面的了解,并通过实验培养严格、求实、细致的科学作风。 本书共19章。涵盖样品预处理方法、实验数据的统计处理、原子发射和吸收光谱、紫外?可见吸收光谱、红外光谱、电分析化学、气相色谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振、X射线荧光光谱、荧(磷)光光谱、拉曼光谱、离子色谱、毛细管电泳、X射线光电子和俄歇电子能谱以及综合实验等内容。 本书可作为高等院校化学及相关专业本科生和研究生教材,亦可供科研工作者、技术人员参考。
前言
第1章绪论1 1.1仪器分析的地位和作用1 1.2仪器分析实验在仪器分析中的作用3 1.3仪器分析实验内容安排3 1.4对仪器分析实验的基本要求4 参考文献5
第2章样品预处理方法6 2.1无机组分分析的样品预处理方法6 2.1.1前言6 2.1.2不破坏基体的制样方法7 2.1.3破坏基体的制样方法——样品消解法8 2.2有机组分分析的样品预处理方法12 2.2.1前言12 2.2.2蒸馏12 2.2.3萃取13 2.2.4色谱法14 2.2.5固相萃取法14 2.2.6衍生技术15 参考文献17
第3章实验数据处理18 3.1分析测试的特点18 3.2分析测试数据统计处理基础19 3.3评价分析方法和分析结果的基本指标20 3.3.1检出限和灵敏度21 3.3.2定量限21 3.3.3精密度22 3.3.4准确度22 3.3.5适用性23 3.4分析数据可靠性检验23 3.4.1异常值的判断与处理的原则和方法23 3.4.2测定精密度的评定25 3.4.3准确度的检验和评定方法29 3.5分析结果的表达32 3.5.1曲线拟合32 3.5.2测定值置信范围的界定33 3.5.3测定结果的表征35 参考文献37
第4章原子发射光谱法38 4.1引言38 4.2方法原理38 4.2.1发射光谱基本原理38 4.2.2经典光谱电光源的工作原理39 4.2.3等离子体光谱光源的工作原理41 4.3仪器结构与原理45 4.3.1棱镜光谱仪45 4.3.2光电直读光谱仪46 4.3.3顺序等离子体光谱仪48 4.4实验技术50 4.4.1经典电光源的试样处理50 4.4.2等离子体光谱法的试样前处理51 4.4.3经典光源光谱分析用标准试样的制备51 4.4.4等离子体光源光谱分析用标准样品的制备51 4.5实验52 4.5.1发射光谱定性分析52 4.5.2乳剂特性曲线的绘制54 4.5.3工业盐酸中杂质元素的溶液干渣法光谱分析56 4.5.4ICP光谱法测定饮用水中总硅57 4.5.5镍电解液中主要成分和微量成分的ICP光谱测定59 参考文献60
第5章原子吸收光谱法61 5.1引言61 5.2方法原理61 5.3仪器结构与原理62 5.3.1光源62 5.3.2原子化器63 5.3.3单色器65 5.3.4检测系统66 5.4实验技术66 5.4.1样品制备66 5.4.2标准样品的配制67 5.4.3样品预处理67 5.4.4测定条件的选择68 5.4.5测定方法71 5.4.6干扰及其消除技术72 5.5实验76 5.5.1火焰原子吸收法最佳条件的选择和自来水中钠的测定(工作曲线法)76 5.5.2火焰原子吸收法测定钙时磷酸根的干扰和消除79 5.5.3间接原子吸收光谱法测定氯化物81 5.5.4人发中锌的测定83 5.5.5无火焰原子吸收光谱法测定人体指甲中的铜和最佳条件的选择85 参考文献88
第6章紫外-可见吸收光谱法89 6.1引言89 6.2方法原理89 6.2.1有机化合物的紫外-可见吸收光谱89 6.2.2无机化合物的紫外-可见吸收光谱91 6.2.3朗伯?比尔吸收定律91 6.3仪器结构与原理92 6.3.1辐射光源93 6.3.2分光器93 6.3.3吸收池94 6.3.4检测器94 6.3.5记录器和信号显示系统94 6.4实验技术94 6.4.1样品制备94 6.4.2测定条件的选择94 6.4.3反应条件的选择95 6.4.4参比溶液的选择96 6.4.5共存离子干扰的消除方法97 6.4.6表观摩尔吸收系数的精确求法97 6.5实验98 6.5.1差值分光光度法测定废水中微量苯酚98 6.5.2利用导数分光光度法测定有丙酮干扰时乙醇中的微量苯101 6.5.3邻二氮菲分光光度法测定铁104 6.5.4甲基橙离解常数的测定107 参考文献110
第7章红外光谱法111 7.1引言111 7.2方法原理112 7.2.1双原子分子的红外吸收频率112 7.2.2多原子分子的吸收频率113 7.2.3红外光谱及其表示方法113 7.2.4红外谱带强度114 7.3傅里叶变换红外光谱仪的结构与原理114 7.3.1工作原理114 7.3.2仪器的主要部件114 7.4实验技术116 7.4.1固体样品制样116 7.4.2液体样品制样116 7.4.3载样材料的选择118 7.4.4定量分析方法118 7.4.5红外谱图解析119 7.4.6镜面反射光谱技术120 7.4.7漫反射光谱技术121 7.4.8衰减全反射光谱技术121 7.5实验122 7.5.1液体、固体、薄膜样品透射谱的测定122 7.5.2固体表面内反射光谱的测定125 7.5.3正丁醇?环己烷溶液中正丁醇含量的测定126 7.5.4高散射粉末样品漫反射光谱的测定127 7.5.5曲线拟合128 参考文献129
第8章电分析化学法130 8.1引言130 8.2方法原理131 8.2.1电位分析法的原理131 8.2.2电解分析法的原理135 8.2.3极谱和伏安分析法原理137 8.3仪器结构与原理141 8.3.1电位分析仪器的结构与原理141 8.3.2电解分析仪器的结构与原理142 8.3.3极谱和伏安分析的仪器结构与原理143 8.4实验技术146 8.4.1电位分析实验技术146 8.4.2电解分析实验技术146 8.4.3极谱和伏安分析实验技术146 8.5实验148 8.5.1氟离子选择性电极测定水中氟离子含量148 8.5.2氧化还原电位滴定法测定Fe2+含量150 8.5.3络合电位滴定法连续测定溶液中Bi3+,Pb2+,Ca2+含量151 8.5.4自动电位滴定法测定水中Cl-和I-的含量154 8.5.5控制阴极电位电重量法进行Cu2+和Sn2+的分别测定156 8.5.6控制电位库仑分析法连续测定电解液中铜和银的含量157 8.5.7库仑滴定法测定微量砷158 8.5.8单扫描示波极谱法测定痕量镉160 8.5.9极谱催化波测定天然水中的钼161 8.5.10络合吸附波示波极谱法测定微量镓和铟163 8.5.11循环伏安法判断电极过程165 8.5.12循环伏安法研究电极机理167 8.5.13阳极溶出伏安法测定镉169 8.5.14阳极溶出微分脉冲极谱法测定高纯MgO中的Cu,Pb,Cd,Zn含量171 参考文献172
第9章气相色谱法173 9.1引言173 9.2方法原理174 9.3仪器结构与原理176 9.3.1载气系统176 9.3.2进样系统177 9.3.3色谱柱178 9.3.4检测系统179 9.3.5数据处理系统180 9.4实验技术181 9.4.1担体处理及固定液涂渍181 9.4.2色谱柱填充、老化及评价181 9.4.3确定最佳载气流速182 9.4.4检测器灵敏度的测定183 9.5实验183 9.5.1载气流速及柱温变化对分离度的影响183 9.5.2利用气?固色谱法分析O2,N2,CO及CH4混合气体186 9.5.3利用保留值定性及归一法定量测定乙醇、丙醇及水混合溶液中各组分的含量188 9.5.4利用内标法定量分析正己烷中的微量环己烷190 9.5.5程序升温毛细管柱色谱法分析中药小茴挥发油中的反式茴香醚192 参考文献194
第10章高效液相色谱法195 10.1引言195 10.2方法原理196 10.2.1吸附色谱196 10.2.2分配色谱196 10.2.3离子交换色谱196 10.2.4凝胶色谱197 10.3仪器结构与原理197 10.3.1高压(输液)泵197 10.3.2进样器198 10.3.3色谱柱198 10.3.4检测器198 10.3.5工作站200 10.4实验技术200 10.4.1分离方式的选择200 10.4.2流动相选择与处理200 10.4.3流动相洗脱方式201 10.4.4衍生化技术201 10.5实验203 10.5.1VE异构体在正相HPLC系统中分析条件的选择203 10.5.2α?VE在反相HPLC上的定量分析205 10.5.3硝基苯钾酸位置异构体的分离与对硝基苯钾酸纯度的测定207 10.5.4果汁(苹果汁)中有机酸的分析209 10.5.5中药川芎提取液的分离与藁本内酯的定量分析211 参考文献212
第11章气相色谱-质谱分析法213 11.1引言213 11.2方法原理214 11.3GC-MS的仪器结构与原理214 11.3.1色谱部分214 11.3.2质谱仪部分215 11.4实验技术217 11.4.1GC?MS分析条件的选择217 11.4.2GC?MS提供的信息及相关分析技术218 11.4.3定性分析和定量分析220 11.5实验221 11.5.1GC?MS的调谐及性能测试221 11.5.2GC?MS定量测定可乐中的咖啡因223 11.5.3GC?MS定性分析有机混合物224 11.5.4香料花椒化学成分分析225 11.5.5直接进样法分析固体化合物227 参考文献228
第12章核磁共振波谱法229 12.1引言229 12.2方法原理230 12.2.1核自旋磁能级230 12.2.2核磁共振条件230 12.2.3化学位移δ230 12.2.4自旋的耦合与耦合常数231 12.2.5饱和与弛豫231 12.2.6脉冲傅里叶变换NMR232 12.3仪器结构与原理233 12.3.1射频发射系统233 12.3.2探头234 12.3.3磁场系统234 12.3.4接收检测系统234 12.3.5信号的控制、处理与显示系统234 12.4实验技术235 12.4.1样品制备235 12.4.2标准参考样品235 12.4.3图谱解析236 12.4.4NMR常用脉冲技术(脉冲序列)及其功能237 12.4.5二维(2D)NMR242 12.5实验245 12.5.1单纯化合物1H?NMR的结构鉴定245 12.5.2乙酰丙酮互变异构现象的研究248 12.5.313C?NMR的常规谱与定量谱的测定249 12.5.4一个直接区分CH3—,CH与—CH2—,C基团的简单方法251 12.5.5DEPT方法256 参考文献260
第13章离子色谱法261 13.1引言261 13.2方法原理262 13.2.1离子交换色谱法262 13.2.2离子排斥色谱法262 13.2.3离子抑制色谱法和离子对色谱法262 13.3仪器结构与原理263 13.3.1离子交换剂264 13.3.2电导检测器267 13.4实验技术269 13.4.1去离子水制备及溶液配制269 13.4.2流动相的选择269 13.4.3定性方法270 13.4.4定量方法270 13.5实验271 13.5.1自来水中阴离子的分析(非抑制型电导检测)271 13.5.2啤酒中一价阳离子的定量分析273 13.5.3离子排斥色谱分离?抑制型电导检测法分析葡萄酒中有机酸275 参考文献277
第14章毛细管电泳分析法278 14.1引言278 14.2方法原理279 14.2.1基本概念279 14.2.2分离原理281 14.2.3毛细管电泳的模式及应用281 14.3仪器结构与原理283 14.3.1高压电源284 14.3.2毛细管及其温度控制284 14.3.3毛细管电泳的进样方法285 14.3.4毛细管电泳检测器285 14.4实验技术288 14.4.1毛细管检测窗口的制作288 14.4.2毛细管内表面清洗289 14.4.3实验条件的选择289 14.5实验290 14.5.1有机化合物的毛细管区带电泳分析290 14.5.2阴离子的毛细管电泳分析(间接紫外检测法)292 14.5.3非水毛细管电泳同时分析环境水样中的金属离子294 14.5.4药物有效成分的毛细管胶束电动色谱分离和定量分析297 参考文献299
第15章荧光光谱法和磷光光谱法300 15.1引言300 15.2方法原理301 15.3仪器结构与原理304 15.4实验技术306 15.4.1荧光偏振技术306 15.4.2时间分辨技术307 15.4.3同步扫描技术308 15.4.4三维光谱310 15.4.5室温磷光分析法(RTP)简介310 15.5实验311 15.5.1芘的荧光光谱测定311 15.5.2利用8?羟基喹啉?5?磺酸的锌荧光光度定量分析及胶束增敏效应313 15.5.3利用Stern?Volmer方程测定光诱导电子转移反应速率常数316 15.5.43?羧基香豆素的固体基质室温磷光测定318 参考文献320
第16章拉曼光谱法321 16.1引言321 16.2方法原理321 16.2.1拉曼散射效应321 16.2.2拉曼活性的判断322 16.2.3拉曼光谱和红外光谱的关系323 16.3仪器结构与原理324 16.3.1激光器324 16.3.2样品室325 16.3.3双单色仪326 16.3.4光电检测器326 16.4实验技术327 16.4.1显微拉曼技术327 16.4.2退偏比的测量328 16.4.3激光拉曼遥测技术328 16.4.4傅里叶变换近红外激光拉曼光谱仪329 16.5实验330 16.5.1有机酸的拉曼光谱测定330 16.5.2碳纳米管的拉曼光谱测定332 16.5.3合成橡胶的红外光谱和拉曼光谱分析334 参考文献335
第17章X射线荧光光谱法336 17.1引言336 17.2方法原理337 17.3仪器结构与原理337 17.3.1X射线发生系统338 17.3.2分光系统339 17.3.3检测系统和记录系统340 17.4实验技术342 17.4.1试样制备342 17.4.2定性分析343 17.4.3定量分析343 17.5实验345 17.5.1未知钢样的定性分析345 17.5.2定量分析磷石膏成分347 参考文献348
第18章电子能谱法349 18.1引言349 18.2方法原理349 18.2.1X射线光电子能谱分析的基本原理349 18.2.2俄歇电子能谱分析的基本原理350 18.3仪器结构与原理350 18.3.1激发源351 18.3.2离子源351 18.3.3快速进样室351 18.3.4超高真空系统352 18.3.5能量分析器352 18.3.6计算机系统352 18.4实验技术353 18.4.1X射线光电子能谱分析技术353 18.4.2俄歇电子能谱分析技术356 18.5实验361 18.5.1SiO2自然氧化层超薄膜的X射线光电子能谱分析361 18.5.2单晶硅表面自然氧化层的深度分析363 参考文献364
第19章综合实验365 19.1中药山奈挥发油中结晶物的结构鉴定365 19.2小麦胚芽油营养胶囊中维生素E的定量分析(UV?VIS法及HPLC法)368 19.3地面水中污染物分析371 19.4植物油中有机酸分析372 19.5分析方法评价及实验方案设计374 参考文献376
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