分析化学 下 第6版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 分析化学发展和仪器分析的地位 1

1.1.1 经典分析化学 1

1.1.2 仪器分析的产生 2

1.1.3 仪器分析的特点 3

1.1.4 分析化学向分析科学发展 3

1.1.5 仪器分析的发展趋势 5

1.1.6 分析化学发展中的创新成就 5

1.2 仪器分析方法的类型 6

1.2.1 光学分析法 7

1.2.2 电分析化学法 7

1.2.3 分离分析法 7

1.2.4 其他仪器分析方法 7

1.3 分析仪器 8

1.3.1 分析仪器的类型 8

1.3.2 分析仪器的基本结构单元 9

1.3.3 分析仪器的性能指标 11

1.3.4 分析仪器和方法校正 14

思考、练习题 16

参考资料 16

第2章 光谱分析法导论 17

2.1 电磁辐射的性质 17

2.1.1 电磁辐射的波动性 17

2.1.2 电磁辐射的粒子性 19

2.1.3 电磁波谱 19

2.1.4 电磁辐射与物质的相互作用 20

2.2 光谱分析法 25

2.2.1 基于原子、分子外层电子能级跃迁的光谱法 26

2.2.2 基于分子转动、振动能级跃迁的光谱法 29

2.2.3 基于原子内层电子能级跃迁的光谱法 29

2.2.4 基于原子核能级跃迁的光谱法 29

2.2.5 基于Raman散射的光谱法 30

2.2.6 光谱的形状 30

2.2.7 光谱法的分类 32

2.3 光谱分析仪器 33

2.3.1 光源系统 36

2.3.2 波长选择系统 38

2.3.3 试样引入系统 41

2.3.4 检测系统 42

2.3.5 信号处理和读出系统 46

思考、练习题 46

参考资料 47

第3章 原子发射光谱法 48

3.1 概论 48

3.2 基本原理 48

3.2.1 原子发射光谱的产生 48

3.2.2 原子能级与能级图 49

3.2.3 谱线强度 52

3.2.4 谱线的自吸与自蚀 53

3.3 原子发射光谱仪器 53

3.3.1 光源 54

3.3.2 试样在激发光源中的蒸发与光谱激发 59

3.3.3 试样引入激发光源的方法 59

3.3.4 分光仪 62

3.3.5 检测器 62

3.3.6 光谱仪类型 65

3.4 干扰及消除方法 68

3.4.1 光谱干扰 68

3.4.2 非光谱干扰 69

3.5 光谱分析方法 70

3.5.1 光谱定性分析 70

3.5.2 光谱半定量分析 70

3.5.3 光谱定量分析 70

3.6 分析性能 75

3.7 分析应用 76

思考、练习题 76

参考资料 77

第4章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 78

4.1 原子吸收光谱法 78

4.1.1 原子吸收谱线的轮廓 78

4.1.2 积分吸收与峰值吸收 79

4.2 原子吸收分光光度计 81

4.2.1 仪器结构与工作原理 81

4.2.2 原子化系统 83

4.2.3 原子吸收 89

4.3 干扰及其消除 89

4.3.1 物理干扰及其消除方法 89

4.3.2 化学干扰及其消除方法 90

4.3.3 电离干扰及其消除方法 91

4.3.4 光谱干扰及其消除方法 91

4.3.5 背景的吸收与校正 92

4.4 原子吸收光谱法分析 94

4.4.1 仪器操作条件的选择 94

4.4.2 火焰原子化法最佳条件选择 95

4.4.3 石墨炉原子化法最佳条件选择 96

4.4.4 原子吸收光谱定量分析方法 97

4.5 原子荧光光谱法 98

4.5.1 原子荧光光谱法基本原理 98

4.5.2 原子荧光分光光度计 100

4.5.3 原子荧光光谱定量分析 103

思考、练习题 103

参考资料 105

第5章 X射线光谱法 106

5.1 基本原理 106

5.1.1 X射线的发射 106

5.1.2 X射线的吸收 111

5.1.3 X射线的散射和衍射 113

5.1.4 内层激发电子的弛豫过程 114

5.2 仪器基本结构 115

5.2.1 X射线辐射源 115

5.2.2 入射波长限定装置 117

5.2.3 X射线检测器 119

5.2.4 信号处理器 122

5.3 X射线荧光法 123

5.3.1 仪器装置 123

5.3.2 X射线荧光法及其应用 125

5.4 X射线吸收法 128

5.5 X射线衍射法 128

5.5.1 多晶粉末法 128

5.5.2 单晶衍射法 129

思考、练习题 130

参考资料 131

第6章 原子质谱法 132

6.1 基本原理 132

6.2 质谱仪 133

6.2.1 质谱仪的工作原理 134

6.2.2 质谱仪的主要性能指标 134

6.2.3 分析系统 136

6.3 电感耦合等离子体质谱法 150

6.3.1 基本装置 150

6.3.2 干扰及消除方法 151

6.3.3 ICP-MS的应用 155

思考、练习题 157

参考资料 158

第7章 表面分析方法 159

7.1 概论 159

7.2 光电子能谱法 160

7.2.1 光电子能谱法基本原理 160

7.2.2 X射线光电子能谱法 161

7.2.3 紫外光电子能谱法 164

7.2.4 Auger电子能谱法 166

7.2.5 电子能谱仪 170

7.2.6 电子能谱法的应用 173

7.3 二次离子质谱法 177

7.3.1 二次离子质谱法原理 177

7.3.2 二次离子质谱仪 178

7.3.3 二次离子质谱的应用 178

7.4 扫描隧道显微镜和原子力显微镜 179

7.5 近场光学显微镜与激光共焦扫描显微镜 180

思考、练习题 182

参考资料 182

第8章 分子发光分析法 183

8.1 分子发光基本原理 183

8.2 分子荧光（磷光）分析法 185

8.2.1 荧光（磷光）光谱 185

8.2.2 影响荧光（磷光）光谱的因素 189

8.2.3 荧光（磷光）分析仪器 195

8.2.4 常规荧光分析方法 199

8.2.5 常规磷光分析方法 201

8.2.6 荧光（磷光）分析法的特点 202

8.3 化学发光分析法 202

8.3.1 基本原理 202

8.3.2 化学发光定量关系式 203

8.3.3 化学发光分析法的特点 204

8.3.4 典型化学发光反应体系 206

思考、练习题 209

参考资料 210

第9章 紫外-可见吸收光谱法 211

9.1 紫外-可见吸收光谱 211

9.1.1 有机化合物的紫外-可见吸收光谱 212

9.1.2 无机化合物的紫外-可见吸收光谱 214

9.1.3 常用术语 215

9.1.4 影响紫外-可见吸收光谱的因素 217

9.2 紫外-可见分光光度计 221

9.2.1 仪器的基本构造 221

9.2.2 仪器类型 221

9.3 紫外-可见吸收光谱法的应用 224

9.3.1 定性分析 224

9.3.2 结构分析 231

9.3.3 定量分析 232

9.3.4 纯度检查 234

9.3.5 氢键强度的测定 235

思考、练习题 236

参考资料 238

第10章 红外吸收光谱法 239

10.1 概论 239

10.1.1 红外光区的划分及应用 239

10.1.2 红外吸收光谱的特点 241

10.1.3 红外吸收光谱图的表示方法 241

10.2 基本原理 242

10.2.1 产生红外吸收的条件 242

10.2.2 双原子分子的振动 243

10.2.3 多原子分子的振动 244

10.2.4 基团频率和特征吸收峰 247

10.2.5 吸收谱带的强度 250

10.2.6 影响基团频率的因素 250

10.3 傅里叶变换红外光谱仪 254

10.3.1 光源 254

10.3.2 干涉仪 255

10.3.3 吸收池 255

10.3.4 检测器 256

10.4 红外吸收光谱法中的试样制备 257

10.4.1 对试样的要求 257

10.4.2 制样的方法 257

10.5 红外吸收光谱法的应用 259

10.5.1 定性分析 259

10.5.2 定量分析 261

思考、练习题 263

参考资料 264

第11章 激光Raman光谱法 265

11.1 概论 265

11.2 基本原理 266

11.2.1 Raman散射与Raman位移 266

11.2.2 Raman光谱图与Raman光强度 267

11.2.3 退偏比 268

11.2.4 Raman光谱与红外吸收光谱的比较 268

11.3 激光Raman光谱仪 271

11.3.1 色散型Raman光谱仪 271

11.3.2 傅里叶变换Raman光谱仪 272

11.4 激光Raman光谱法的应用 273

11.4.1 定性分析 273

11.4.2 定量分析 274

11.4.3 其他Raman光谱法 274

思考、练习题 275

参考资料 275

第12章 核磁共振波谱法 276

12.1 核磁共振基本原理 276

12.1.1 原子核的自旋和磁矩 276

12.1.2 核磁矩的空间量子化 277

12.1.3 核磁共振的条件 278

12.2 化学位移 279

12.2.1 屏蔽常数 279

12.2.2 化学位移的定义 280

12.3 自旋-自旋偶合 282

12.3.1 自旋-自旋偶合和偶合常数J 282

12.3.2 自旋-自旋偶合分裂的规律 283

12.3.3 自旋偶合常数与分子结构的关系 284

12.4 核磁共振谱仪 286

12.4.1 谱仪的基本组件 286

12.4.2 脉冲傅里叶变换NMR谱仪 286

12.4.3 NMR谱仪的三大技术指标 288

12.5 一维核磁共振氢谱 288

12.5.1 核磁共振氢谱的特点 288

12.5.2 氢谱中影响化学位移的主要因素 289

12.5.3 氢谱中偶合常数的特点 291

12.5.4 氢谱的解析 293

12.6 一维核磁共振碳谱 295

12.6.1 13C NMR的特点 296

12.6.2 碳谱中影响化学位移的主要因素 296

12.6.3 碳谱中的偶合现象 299

12.6.4 碳谱的解析 300

思考、练习题 301

参考资料 303

第13章 电分析化学导论 304

13.1 电化学池 304

13.1.1 电化学池的类型 304

13.1.2 Faraday过程与非Faraday过程 306

13.2 电极／溶液界面双电层 306

13.2.1 双电层的结构及性质 307

13.2.2 充电电流 307

13.3 电极过程的基本历程 308

13.4 电化学池的图解表达式 309

13.4.1 电位符号 309

13.4.2 电池的图解表达式 309

13.5 电极电位 310

13.5.1 电极电位的测定 310

13.5.2 标准电极电位与条件电位 311

13.5.3 电极电位与电极反应的关系 312

13.6 电极的极化 313

13.7 电化学电池中的电极系统 313

13.7.1 工作电极、指示电极、参比电极、辅助电极与对电极 313

13.7.2 二电极与三电极系统 314

13.8 电流的性质和符号 314

13.9 电分析化学方法概述 315

13.9.1 稳态和暂态测试方法 315

13.9.2 电分析化学方法的分类 316

13.9.3 电分析化学方法的特点 318

13.9.4 电化学联用技术 318

思考、练习题 319

参考资料 321

第14章 电位分析法 322

14.1 概论 322

14.2 电位分析法指示电极的分类 322

14.2.1 第一类电极 322

14.2.2 第二类电极 323

14.2.3 第三类电极 323

14.2.4 零类电极 324

14.2.5 膜电极 324

14.3 参比电极与盐桥 325

14.3.1 参比电极 325

14.3.2 盐桥 327

14.4 离子选择电极 327

14.4.1 膜电位及其产生 327

14.4.2 离子选择电极电位及其电池电动势的测量 328

14.4.3 离子选择电极的类型及其响应机理 329

14.5 离子选择电极的性能参数 336

14.5.1 Nernst响应斜率、线性范围与检出限 336

14.5.2 电位选择性系数 337

14.5.3 响应时间 338

14.6 定量分析方法 338

14.6.1 pH的实用定义及其测量 338

14.6.2 分析方法 341

14.6.3 电位法的方法误差 344

14.7 电位滴定法 345

14.7.1 滴定终点的确定 345

14.7.2 滴定反应类型及指示电极的选择 345

14.8 电位分析仪器 347

14.8.1 电位计（酸度计）的类型 347

14.8.2 电位计的读数精度和输入阻抗 347

思考、练习题 348

参考资料 349

第15章 电解和库仑法 350

15.1 概论 350

15.2 电解分析的基本原理 350

15.2.1 电解 350

15.2.2 分解电压和析出电位 351

15.2.3 过电压和过电位 352

15.2.4 电解析出离子的次序及完全程度 353

15.3 电解分析方法及其应用 354

15.3.1 控制电流电解法 354

15.3.2 控制电位电解法 355

15.4 库仑分析法 356

15.4.1 Faraday电解定律 356

15.4.2 电流效率 357

15.4.3 控制电位库仑分析法 357

15.4.4 控制电流库仑分析法 358

15.4.5 微库仑分析法 360

15.4.6 其他库仑分析方法 361

思考、练习题 364

参考资料 365

第16章 伏安法与极谱法 366

16.1 液相传质过程 366

16.1.1 液相传质方式 366

16.1.2 线性扩散传质 367

16.2 扩散电流理论 369

16.2.1 电位阶跃法 369

16.2.2 伏安曲线 369

16.2.3 极限扩散电流 371

16.2.4 扩散层厚度 372

16.3 直流极谱法 373

16.3.1 直流极谱的装置 373

16.3.2 极谱波的形成 374

16.3.3 扩散电流方程 377

16.3.4 极谱定量分析 378

16.4 极谱波的类型与极谱波方程 380

16.4.1 极谱波的类型 380

16.4.2 极谱波方程 382

16.4.3 偶联化学反应的极谱波 383

16.5 脉冲极谱 384

16.5.1 方波极谱法 384

16.5.2 常规脉冲极谱法 385

16.5.3 示差脉冲极谱法 386

16.5.4 脉冲极谱法的特点 387

16.6 伏安法 388

16.6.1 线性扫描伏安法 388

16.6.2 循环伏安法 390

16.6.3 溶出伏安法 393

16.6.4 伏安法常用的工作电极 395

16.6.5 化学修饰电极 396

16.6.6 微电极 403

16.7 强制对流技术 406

16.8 安培法及其应用 408

思考、练习题 409

参考资料 412

第17章 色谱法导论 413

17.1 概论 413

17.1.1 色谱法创建、发展 413

17.1.2 色谱法分类 415

17.1.3 色谱法与其他分离、分析方法比较 416

17.2 色谱法基础知识、基本概念和术语 417

17.2.1 色谱分离和相应基础理论范畴 417

17.2.2 分布平衡 419

17.2.3 色谱流动相流速 420

17.2.4 色谱图 420

17.2.5 保留值 422

17.3 溶质分布谱带展宽——色谱动力学基础理论 425

17.3.1 色谱过程的理论处理类型 425

17.3.2 塔板理论 426

17.3.3 速率理论 429

17.3.4 柱外谱带展宽效应 434

17.4 组分分离——基本分离方程 435

17.4.1 分离度 435

17.4.2 分离方程 435

17.4.3 分离速度及影响因素 436

17.4.4 色谱柱峰容量 437

17.5 色谱方法选择和分离操作条件优化 437

17.5.1 色谱方法选择 438

17.5.2 分离操作条件优化 438

17.6 色谱定性分析 439

17.6.1 保留值定性 440

17.6.2 选择性检测响应定性 440

17.6.3 色谱-结构分析仪器联用 440

17.7 色谱定量分析 441

17.7.1 定量依据 441

17.7.2 定量方法 441

思考、练习题 443

参考资料 446

第18章 气相色谱法 447

18.1 概论 447

18.2 气相色谱仪 447

18.2.1 填充柱气相色谱仪 448

18.2.2 毛细管气相色谱仪 449

18.2.3 制备型气相色谱仪 451

18.3 气相色谱检测器 451

18.3.1 检测器的分类 452

18.3.2 检测器的主要性能指标 452

18.3.3 热导检测器 454

18.3.4 氢火焰离子化检测器 456

18.3.5 电子捕获检测器 457

18.3.6 火焰光度检测器 458

18.3.7 氮磷检测器 458

18.3.8 气相色谱-质谱联用 458

18.4 气相色谱固定相 459

18.4.1 固体固定相 459

18.4.2 载体 460

18.4.3 液体固定相 461

18.5 毛细管气相色谱 466

18.5.1 毛细管柱的特点和类型 466

18.5.2 毛细管柱的速率理论方程 468

18.5.3 毛细管柱的评价 468

18.6 气相色谱分离条件的选择 469

18.6.1 固定液及其含量的选择 469

18.6.2 载体及其粒度的选择 471

18.6.3 柱长和内径的选择 471

18.6.4 气相色谱操作条件选择 471

18.7 气相色谱分析的应用 473

18.7.1 环境中有机污染物的分析 473

18.7.2 食品 474

18.7.3 生物、医学 474

18.7.4 石油化工 475

思考、练习题 475

参考资料 476

第19章 高效液相色谱法 477

19.1 概论 477

19.2 高效液相色谱仪 477

19.2.1 流动相储器和溶剂处理系统 478

19.2.2 高压输液系统 478

19.2.3 进样系统 479

19.2.4 高效液相色谱柱 480

19.2.5 液相色谱检测器 481

19.3 高效液相色谱固定相和流动相 486

19.3.1 高效液相色谱固定相 486

19.3.2 高效液相色谱流动相 487

19.4 高效液相色谱常见类型 489

19.4.1 分配色谱 489

19.4.2 吸附色谱 502

19.4.3 离子交换色谱 503

19.4.4 体积排阻色谱 504

思考、练习题 506

参考资料 507

第20章 毛细管电泳法 508

20.1 概论 508

20.1.1 毛细管电泳的发展 508

20.1.2 毛细管电泳的特点 509

20.2 毛细管电泳的基本理论 510

20.2.1 偶电层和Zeta电势 510

20.2.2 电泳和电泳淌度 511

20.2.3 电渗流和电渗流淌度 511

20.2.4 分离原理 513

20.2.5 柱效和分离度 514

20.3 仪器装置 514

20.3.1 毛细管电泳仪的基本结构 514

20.3.2 进样系统 515

20.3.3 电源及其回路 515

20.3.4 毛细管柱 516

20.3.5 检测系统 516

20.4 毛细管电泳分离模式及应用 517

20.4.1 毛细管区带电泳 518

20.4.2 胶束电动毛细管色谱 520

20.4.3 毛细管凝胶电泳 521

20.4.4 毛细管等电聚焦 522

20.4.5 毛细管等速电泳 523

20.4.6 毛细管电色谱 524

思考、练习题 525

参考资料 526

第21章 分子质谱法 527

21.1 概论 527

21.1.1 分子质谱范畴 527

21.1.2 分子质谱与原子质谱比较 527

21.1.3 分子质谱表示法 528

21.2 质谱法的基本原理和方程 529

21.3 质谱仪器 530

21.3.1 分子质谱仪器基本结构 530

21.3.2 进样系统 530

21.3.3 离子源 533

21.3.4 质量分析器 538

21.3.5 检测器、放大器和记录仪 540

21.3.6 真空系统 540

21.4 分子质谱离子类型 541

21.4.1 分子离子 541

21.4.2 同位素离子 542

21.4.3 碎片离子 542

21.4.4 重排离子 542

21.4.5 亚稳离子 543

21.5 分子质谱法的应用 544

21.5.1 化合物的定性分析 544

21.5.2 新化合物的结构鉴定 546

21.5.3 分子质谱定量分析 549

21.5.4 分子质谱分析的应用 550

21.6 气相色谱-质谱联用 552

21.6.1 GC-MS联用中的技术问题 553

21.6.2 对GC的要求 555

21.6.3 对MS的要求 555

21.6.4 GC-MS分析方法 556

21.6.5 GC-MS数据的采集 556

21.6.6 GC-MS灵敏度 557

21.6.7 GC-MS的应用 557

21.7 高效液相色谱-质谱联用 558

21.7.1 LC-MS联用中的技术问题 559

21.7.2 对LC的要求 562

21.7.3 对MS的要求 562

21.7.4 LC-MS分析方法 562

21.7.5 LC-MS的灵敏度 564

21.7.6 LC-MS的应用 565

21.8 多级质谱 566

21.8.1 联用原理 566

21.8.2 多级质谱仪器结构 566

21.8.3 多级质谱的特点 568

21.8.4 多级质谱的应用 568

思考、练习题 570

参考资料 571

第22章 热分析 572

22.1 概论 572

22.2 差热分析和差示扫描量热法 572

22.2.1 基本原理 572

22.2.2 应用 575

22.3 热重法 578

22.3.1 基本原理 578

22.3.2 应用 579

22.4 同步热分析 581

22.5 联用技术 582

思考、练习题 582

参考资料 584

第23章 流动注射分析和微流控分析 585

23.1 概论 585

23.2 流动注射分析 587

23.2.1 流动注射分析的基本过程 587

23.2.2 流动注射分析的基本原理 588

23.2.3 流动注射分析的仪器装置 593

23.2.4 流动注射分析技术和应用 597

23.3 微流控分析 601

23.3.1 微流控芯片的制备 602

23.3.2 液流驱动和控制 603

23.3.3 微流控分析系统的检测器 604

23.3.4 微流控分析系统的应用选例 605

思考、练习题 609

参考资料 610

索引 611