仪器分析教案.docx

仪器今折«第一章绪论章序名称第一章绪论周次第1周授课时间教学目的要求1、理解仪器分析特点和仪器分析与化学分析之间密切关系。2、了解仪器分析中各种分析方法和专用仪器，了解仪器分析涉及面广、内容丰富以及在工业生产和科学研究中的重要地位。3、了解分析化学的发展趋势。4、了解仪器分析的分类和定量分析方法的评价指标。教学重点对分析方法进行评价的几项指标（精密度、准确度、检出限）。教学难点相关系数及检出限。教学场所教室授课方式课堂讲授（J）;实验（）；实践（）;双语（）课时分配2学时教学方法讲授教学手段网络教学（）；多媒体（）教学用具教学内容提要备注§1.1 仪器分析简介一、仪器分析和化学分析二、仪器分析方法的分类三、仪器分析的发展概况§1.2 定量分析方法的评价指标一、标准曲线二、灵敏度三、精密度四、准确度五、检出限0节序内容学时程及课时分配第一章绪论2学时第一节仪器分析简介1第二节定量分析方法的评价指标1a习思考题1、分析化学是一门什么样的学科？分别经历了哪几步关键的发展？2、仪器分析法有哪些最突出的特点？3、IUPAC建议的分析方法的主要评价指标有哪些？4、据IUPAC建议，检出限中的k的取值一般为多少讨论练习1、简述仪器分析和化学分析2、简述标准曲线和线性范围3、简述灵敏度、相对标准偏差、检出限的概念拓展学习用公式推导出绘制标准曲线时一元线性回归方程的回归系数课程作业第1、4题完成方式书面版（J）电子版（）提交时间必读书目分析化学，高等教育出版社，华中师范大学等（第四版）。学生学习质量监控与评价从完成作业情况看，对本章内容的一些基本概念掌握还存在问题。教学后记经过多年的教学实践，本章的重点和难点均应为定量分析方法的评价指标，其中“一元线性回归法”“相关系数”“检出限”等概念令学生难以理解，无法从实际问题中处理数据，从而进一步计算。如何突破这一难点，成为教好本章课程的关键所在。仪器分析简介内容提要：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。重点难点：仪器分析方法的分类授课方式：讲授一、仪器分析和化学分析1化学分析定义2 .仪器分析定义3 .两者的区别在于：测能力品的需求量析效率用的广泛性精确度二、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1 .学分析法以电磁辐射为测量信号的分析方法，包括光谱法和非光谱法。J光谱法：依据物质对电磁辐射的吸收、发射或拉曼散射1i非光谱法：电磁波作用物质之后，引起反射、折射、衍射等基本性质的变化j2 .化学分析法依据物质在溶液中的电化学性质而建立的分析方法。3 .谱法以物质在两相间（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析。4 .它仪器分析方法5 .包括质谱法、热分析法、放射分析等。三、仪器分析的发展概述发展趋势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。第二节定量分析方法的评价指标内容提要：标准曲线绘制、评价定量分析方法的指标：灵敏度、精密度、准确度和检出限重点难点：相关系数、检出限授课方式：讲授一、标准曲线1标准曲线及其线性范围标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。线性范围：标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围。4 .标准曲线的绘制依据标准系列的浓度（或含量）和其相应的响应信号测量值来绘制。通常用“一元线性回归法”的数据统计方法来绘出y与X的关系式：y=a+bx（1一1）式中b为回归系数也即回归直线的斜率，a为截距。3.相关系数r用来表征被测物质浓度X与其响应信号值y之间线性关系好坏程度的一个统计参数：OV1r1V1。Ir1越接近1,则y与X之间的线性关系就越好。二、灵敏度定义：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度。S=工或S=曲（12）dedm灵敏度S实际上就标准曲线的斜率，S值越大，方法的灵敏度越高。三、精密度定义：使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度。精密度常用标准偏差(S)或相对标准偏差(Sr)表示：I(i-)2S=J-(14)Vn-1sr=×100%(15)X四、准确度定义：试样含量的测定值与试样含量的真实值相符合的程度。Er=24100%(16)五、检出限定义：某方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量。检出线：D=X1fh=至SSSb空白信号的标准偏差S灵敏度检出限是方法灵敏度和精密度的综合指标，是评价仪器性能及分析方法的主要技术指标。布置作业：习题第1、4题。第二章电分析化学导论章序名称第二章电分析化学导论周次第2周授课时间教学目的要求1、了解电分析化学方法的分类和电极的种类。2、了解化学电池的基本概念，电极电位的基本概念，极化与过电位的基本概念。教学重点化学电池、电极电位。教学难点电池的表示方法，液体接界电位的产生。授课方式课堂讲授（）；实验（）；实践（）；双语（）课时分配2学时教学方法讲授教学手段网络教学（）；多媒体（）教学用具教学内容提要备注§2.1电分析化学方法的分类§2.2化学电池一、原电池二、电解池.三、电池的表示方法§2.3电极电位与液体接界电位一、电极电位二、液体接界电位三、极化和过电位§2.4电极的种类一、依组成分类二、依所起的作用分类日程及课时分配节序内容学时第二章电分析化学导论2学时第一节电分析化学方法的分类1第二节化学电池第三节电极电位与液体接界电位1第四节电极的种类教室教学场所复习思考题1、阳极和阴极、正极和负极是如何定义的？。2、液接电位是如何产生的？讨论练习1、电位分析中所用的离子选择电极属于（）A、极化电极B、去极化电极C、指示电极D、膜电极2、下列不符合作为一个参比电极的条件的是OA、电位的稳定性B、固体电极C、重现性好D、可逆性好拓展学习极化和过电位的概念及产生机理。课程作业习题第2、3、5、6、题完成方式书面版（J）电子版（）提交时间必读书目分析化学，高等教育出版社，华中师范大学等（第四版）。学生学习质量监控与评价从完成作业情况看，对本章内容的基本概念掌握良好。教学后记本章的内容比较少，对于学生来说是易于理解，讲解的过程中要把握“度”，以避免与后续课程物理化学重复。第一节电分析化学方法的分类根据所测量的电参量的不同，电分析化学方法可分为三类：第一类：在某些特定条件下，通过待试液的浓度与化学电池中某些电参量的关系进行定量分析，如电导、电位、库仑极谱及伏安分析第二类：通过某一电参量的变化来指示终点的电容量分析。如：电位滴定第三类：通过电极反应把被测物质，转变为金属或其它形式的氧化物，用重量法测定其含量。第二节化学电池内容提要：原电池、电解池、电池的表示方法重、难点：电池的表示方法授课方式：讲授一、原电池能自发的将本身的化学能变成电能，这种化学电池称为原电池。以铜锌原电池为例锌电极、负极（阳极）：ZnZn2+÷2e氧化反应铜电极、正极（阴极）：Cu2+2eCu还原反应二、电解池实现某种电化学反应的能量由外电源供给则这种化学电池称为电解池仍以铜电极和锌电极为例。锌电极、负极（阴极）：Zn2+2eZn还原反应铜电极、正极（阳极）：CuCu2+÷2e氧化反应应注意：阳极、阴极是对实际发生的反应而言，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；正极、负极是对电荷的流向而言，电子流出为负极，电子流入为正极。三、电池的表示方法规定：1发生氧化反应的一极（阳极）写在左边，发生还原反应的写在右边。2 .电池组成的每一个接界面用单竖线“I”隔开，两种溶液通过盐桥连接，用双竖线“II”表示。3 .电解质溶液位于两电极之间，并应注明浓度，如有气体应注明压力、温度电池电动势E电池=E1E左第三节电极电位与液体接界电位内容提要：电极电位定义、液体接界电位的产生、电极极化的形成重、难点：液体接界电位的产生授课方式：讲授一、电极电位电极电位的产生是由于金属与溶液交界面发生了电荷交换的结果，在金属与溶液之间产生了一定的电位差，这种电位差就是电极电位。单个电极的电位值目前尚无法测定，它与标准电极组成电池，规定氢标准电极电位为零，测得的电池电动势即为待测电极的电极电位。P1,(1O1325PJIH+(a=1)I1待测电极二、液体接界电位在不同电解质或浓度不同的同种电解质溶液界面之间，由于离子扩散通过界面的速率不同，在两液体界面之间有微小的电位差产生，这种电位差称为液体接界电位。由于K+和CT的扩散速度几乎相等，所以在两个溶液界面之间使用盐桥可以减小液接电位。三、极化和过电位极化是指电流通过电极与溶液的界面时，电极电位偏离平衡电位的现象。1浓差极化：电解过程中电极表面溶液的浓度与主体溶液存在差别，这种由于浓度差别引起的极化叫浓差极化。减小电流密度，强化机械搅拌可减小浓差极化。2 .电化学极化电化学极化是由于电极反应速率较慢引起的，这种因电极反应迟缓所引起的极化现象称为电化学极化。第四节电极种类一、根据电极组成分类根据组成体系和作用机理，可以分成五类:：1第一类电极由该金属浸入全有该金属离子的溶液组成，如Ag+/Ag3 .第二类电极：由金属，该金属的难溶盐的阴离子组成。如AgC1/AgHg2C12/Hg4 .第三类电极金属与两种具有共同阴离子的难溶盐组成。如Hg1Hg2C2OJCaC2O4Ca2+5 .零类电极由惰性金属与全有可溶性的氧化和还原物质的溶液组成的电极。如P11Fe2+,Fe3+6 .膜电极具有敛威膜并能产生膜电位的电极。如各种离子选择性电极二、根据电极所起的作用分类1指示电极和工作电极在电化学测量过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极称为指示电极。如有较大电流通过，溶液主体浓度发生显著变化的电极称为工作电极。2 .参比电极在电化学测量过程中，具有恒定电位的电极称为参比电极。3 .辅助电极或对电极辅助电极（对电极）与工作电极形成通路，它只提供电子传递的场所。4 .极化电极和去极化电极电解过程中，插入试样电极的电位完全随外加电压的变化而变化，这类电极称为极化电极，当电极电位不随外加电压而变化，这类电极称为去极化电极。课堂讲解：第4、7题布置学生作业：第2、3、5、6题第三章光学分析法导论章序名称第三章光学分析法导论周次第3周授课时间教学目的要求1、了解学习光学分析法之前应具备的基础知识。2、掌握原子光谱和分子光谱的概念及其分类。教学重点光的波粒二象性，原子光谱和分子光谱及能级跃迁图。教学难点