仪器分析教程 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 分析化学的发展和仪器分析的产生 1

1.2 仪器分析的分类 2

1.3 发展中的仪器分析 3

参考资料 4

光谱分析篇 6

第2章 光谱分析法引论 6

2.1 光学分析法及其分类 6

2.1.1 发射光谱法 7

2.1.2 吸收光谱法 7

2.1.3 散射光谱法 7

2.2 电磁辐射的性质 7

2.1.1 电磁辐射的波动性 9

2.2.2 电磁辐射的微粒性 9

2.2.3 电磁波谱 9

2.3 光谱法仪器 9

2.3.1 光源 19

2.3.2 单色器 19

2.3.3 吸收池 19

2.3.4 检测器 19

2.3.5 读出装置 19

参考资料 19

思考题与习题 19

第3章 紫外-可见分光光度法 21

3.1 紫外-可见吸收光谱 21

3.1.1 分子吸收光谱的形成 27

3.1.2 有机化合物的紫外-可见光谱 27

3.1.3 无机化合物的紫外-可见光谱 27

3.1.4 紫外-可见光谱中的一些常用术语 27

3.1.5 影响紫外-可见光谱的因素 27

3.2 Lambert-Beer定律 27

3.2.1 透射比和吸光度 30

3.2.2 Lambert-Beer定律 30

3.2.3 吸光系数 30

3.2.4 偏离Lambert-Beer定律的因素 30

3.3 紫外-可见分光光度计 30

3.3.1 主要组成部件 33

3.3.2 紫外-可见分光光度计的类型 33

3.3.3 分光光度计的校正 33

3.4 分析条件的选择 33

3.4.1 仪器测量条件 38

3.4.2 反应条件的选择 38

3.4.3 参比溶液的选择 38

3.4.4 干扰及消除方法 38

3.5 紫外-可见分光光度法的应用 38

3.5.1 定性分析 49

3.5.2 结构分析 49

3.5.3 定量分析 49

3.5.4 配合物组成及其稳定常数的测定 49

3.5.5 酸碱离解常数的测定 49

参考资料 49

思考题与习题 50

第4章 红外光谱与Raman光谱法 53

4.1 概述 53

4.1.1 红外光区的划分 54

4.1.2 红外光谱法的特点 54

4.2 基本原理 54

4.2.1 产生红外吸收的条件 66

4.2.2 双原子分子的振动 66

4.2.3 多原子分子的振动 66

4.2.4 吸收谱带的强度 66

4.2.5 基团频率 66

4.3 红外光谱仪 66

4.3.1 色散型红外光谱仪 70

4.3.2 Fourier变换红外光谱仪（FTIR） 70

4.4 试样的处理和制备 70

4.4.1 红外光谱法对试样的要求 71

4.4.2 制样方法 71

4.5 红外光谱法的应用 71

4.5.1 定性分析 76

4.5.2 定量分析 76

4.6 红外光谱技术的进展 76

4.6.1 近红外光谱 77

4.6.2 远红外光谱 77

4.6.3 衰减全反射技术 77

4.7 激光Raman光谱法简介 77

4.7.1 Raman光谱的基本原理 84

4.7.2 激光Raman光谱仪 84

4.7.3 Raman光谱的应用 84

4.7.4 其他类型的Raman光谱法 84

参考资料 84

思考题与习题 85

第5章 分子发光分析法 88

5.1 分子荧光和磷光分析 88

5.1.1 原理 101

5.1.2 荧光（磷光）光谱仪 101

5.1.3 分子荧光分析法及其应用 101

5.1.4 荧光分析新技术简介 101

5.1.5 室温磷光法 101

5.2 化学发光分析 101

5.2.1 化学发光分析的基本原理 108

5.2.2 化学发光反应的类型 108

5.2.3 生物发光体系 108

5.2.4 电化学发光 108

5.2.5 液相化学发光的测量装置 108

5.2.6 化学发光分析的应用 108

参考资料 108

思考题与习题 108

第6章 原子光谱法 110

6.1 原子发射光谱法 110

6.1.1 概述 130

6.1.2 基本原理 130

6.1.3 仪器 130

6.1.4 分析方法 130

6.1.5 背景的扣除 130

6.2 原子吸收光谱法 130

6.2.1 概述 145

6.2.2 基本原理 145

6.2.3 仪器 145

6.2.4 干扰及其消除 145

6.2.5 分析方法 145

6.2.6 灵敏度与检出限 145

6.3 原子荧光光谱法 145

6.3.1 概述 149

6.3.2 基本原理 149

6.3.3 仪器 149

6.4 原子质谱法 149

6.4.1 概述 153

6.4.2 电感耦合等离子体质谱法（ICPMS） 153

6.4.3 分析方法 153

6.4.4 干扰及其消除 153

6.4.5 ICPMS的特点 153

6.4.6 其他原子质谱法 153

6.5 元素的形态分析 153

参考资料 154

思考题与习题 154

第7章 X射线荧光光谱法 156

7.1 X射线和X射线光谱 156

7.1.1 初级X射线的产生 163

7.1.2 X射线光谱 163

7.1.3 X射线的吸收、散射和衍射 163

7.2 X射线荧光分析 163

7.2.1 X射线荧光的产生 166

7.2.2 Auger效应和荧光产额 166

7.2.3 定性和定量分析 166

7.3 X射线荧光光谱仪 166

7.3.1 波长色散型X射线荧光光谱仪 170

7.3.2 能量色散型X射线荧光光谱仪 170

7.4 X射线荧光光谱法的应用 170

参考资料 171

思考题与习题 171

第8章 表面分析法 172

8.1 概述 172

8.2 光电子能谱法的基本原理 172

8.3 X射线光电子能谱法 174

8.3.1 电子结合能 178

8.3.2 X射线光电子能谱图 178

8.3.3 化学位移 178

8.4 紫外光电子能谱法 178

8.4.1 电离能的测定 181

8.4.2 分子振动精细结构的测定 181

8.4.3 非键或弱键电子峰的化学位移 181

8.5 Auger电子能谱法 181

8.5.1 Auger过程 185

8.5.2 Auger电子的能量 185

8.5.3 Auger电子产额 185

8.5.4 Auger电子能谱 185

8.6 电子能谱仪 185

8.6.1 激发源 188

8.6.2 单色器——电子能量分析器 188

8.6.3 检测器 188

8.6.4 真空系统 188

8.7 电子能谱法的应用 188

8.7.1 电子能谱法的特点 191

8.7.2 X射线光电子能谱法的应用 191

8.7.3 紫外光电子能谱法的应用 191

8.7.4 Auger电子能谱法的应用 191

8.8 二次离子质谱法 191

8.9 扫描隧道显微镜 192

8.10 扫描电子显微镜和电子探针微分析 193

参考资料 194

思考题与习题 194

第9章 核磁共振波谱法 195

9.1 核磁共振的基本原理 195

9.1.1 自旋核在磁场中的行为 205

9.1.2 核磁共振中环境因素的影响 205

9.2 核磁共振波谱仪 205

9.2.1 仪器基本构成 208

9.2.2 Fourier变换NMR谱仪 208

9.3 核磁共振波谱法的应用 208

9.3.1 化合物鉴定 210

9.3.2 定量分析 210

9.4 其他核的核磁共振波谱 210

9.4.1 13C的核磁共振波谱（13C NMR） 212

9.4.2 31P的核磁共振波谱（31P NMR） 212

9.4.3 19F的核磁共振波谱（19F NMR） 212

9.5 电子自旋共振波谱法 212

参考资料 213

思考题与习题 214

电分析化学篇 218

第10章 电分析化学引论 218

10.1 化学电池 218

10.2 液接电位与盐桥 219

10.3 电极电位 220

10.3.1 平衡电极电位 223

10.3.2 电位的测量 223

10.3.3 Nernst方程式 223

10.4 电极表面的传质过程及扩散电流 223

10.5 电极反应速率 225

10.6 电极的极化与超电位 225

10.6.1 电极的极化 227

10.6.2 超电位 227

10.7 电化学分析方法的分类和特点 227

参考资料 228

思考题与习题 228

第11章 电位分析法 230

11.1 金属基电极 230

11.1.1 第一类电极（活性金属电极） 232

11.1.2 第二类电极（金属｜难溶盐电极） 232

11.1.3 第三类电极 232

11.1.4 零类电极（惰性金属电极） 232

11.2 离子选择电极和膜电位 232

11.2.1 膜电位 240

11.2.2 玻璃膜电极 240

11.2.3 晶体膜电极 240

11.2.4 流动载体电极（液膜电极） 240

11.2.5 气敏电极 240

11.2.6 生物膜电极 240

11.2.7 离子选择电极的分类 240

11.3 离子选择电极的性能参数 240

11.3.1 Nernst响应，线性范围，检测下限 242

11.3.2 选择性系数 242

11.3.3 响应时间 242

11.3.4 内阻 242

11.4 直接电位法 242

11.4.1 校准曲线法 244

11.4.2 标准加入法 244

11.4.3 直接电位法的准确度 244

11.4.4 用pH计测定溶液的pH 244

11.5 电位滴定法 244

11.6 应用 245

参考资料 246

思考题与习题 247

第12章 电解和库仑分析法 248

12.1 电解分析的基本原理 248

12.2 控制电位电解分析 249

12.3 恒电流电解法 251

12.4 汞阴极电解法 251

12.5 库仑分析基本原理和Faraday电解定律 251

12.6 恒电位库仑分析 251

12.7 恒电流库仑分析（库仑滴定） 252

12.8 微库仑分析法 256

参考资料 256

思考题与习题 256

第13章 伏安法 258

13.1 测量装置及电极系统 258

13.1.1 测量装置 260

13.1.2 工作电极 260

13.1.3 溶液除氧 260

13.2 一般电极反应过程 260

13.3 极谱法 261

13.3.1 扩散电流及Ilkovi？方程 267

13.3.2 残余电流与极谱极大 267

13.3.3 简单金属离子的可逆极谱波方程 267

13.3.4 配合物离子的可逆极谱波方程 267

13.3.5 有机物的极谱波方程 267

13.3.6 不可逆极谱波 267

13.3.7 应用 267

13.4 极谱和伏安分析技术的发展 267

13.4.1 单扫描极谱法和循环伏安法 275

13.4.2 交流、方波和脉冲伏安法 275

13.4.3 极谱催化波 275

13.4.4 配合物吸附波 275

13.4.5 溶出伏安法 275

参考资料 275

思考题与习题 275

第14章 其他电分析方法和电分析化学的新进展 277

14.1 电导分析法 277

14.1.1 电导的基本概念及其测量方法 280

14.1.2 电导分析法的应用 280

14.2 计时分析法 280

14.2.1 计时电位法 283

14.2.2 计时电流法和计时电量法 283

14.3 化学修饰电极 283

14.3.1 化学修饰电极的分类 287

14.3.2 化学修饰电极在电分析化学中的应用 287

14.4 超微电极 287

14.4.1 超微电极的基本特征 288

14.4.2 超微电极的应用 288

14.5 光谱电化学 288

14.5.1 光谱电化学的实验 290

14.5.2 光谱电化学的应用 290

14.6 生物电分析化学 290

14.6.1 活体伏安法 293

14.6.2 伏安免疫法 293

14.6.3 生物电化学传感器 293

14.7 扫描隧道电化学显微技术 293

14.8 电化学石英晶体振荡微天平 294

14.9 色谱电化学法 294

参考资料 296

思考题与习题 296

分离分析篇 300

第15章 色谱法引论 300

15.1 概述 300

15.1.1 色谱法的发展 301

15.1.2 色谱法的分类 301

15.2 色谱流出曲线及有关术语 301

15.2.1 色谱流出曲线和色谱峰 304

15.2.2 基线 304

15.2.3 峰高 304

15.2.4 保留值 304

15.2.5 区域宽度 304

15.3 色谱法基本原理 304

15.3.1 分配系数K和分配比k 312

15.3.2 塔板理论 312

15.3.3 速率理论 312

15.4 分离度 312

15.5 基本色谱分离方程式 313

参考资料 315

思考题与习题 316

第16章 气相色谱法 318

16.1 气相色谱仪 318

16.1.1 气相色谱流程 320

16.1.2 气相色谱仪的结构 320

16.2 气相色谱固定相 320

16.2.1 气液色谱固定相 328

16.2.2 气固色谱固定相 328

16.3 气相色谱检测器 328

16.3.1 热导检测器 334

16.3.2 火焰离子化检测器 334

16.3.3 电子捕获检测器 334

16.3.4 火焰光度检测器 334

16.3.5 原子发射检测器 334

16.3.6 检测器的性能指标 334

16.4 色谱分离操作条件的选择 334

16.5 定性分析 336

16.6 定量分析 338

16.7 毛细管气相色谱法简介 341

16.7.1 毛细管气相色谱仪 345

16.7.2 毛细管色谱柱 345

16.7.3 毛细管气相色谱法的基本理论 345

参考资料 345

思考题与习题 346

第17章 高效液相色谱法 348

17.1 概述 348

17.1.1 高效液相色谱法与经典液相色谱法 349

17.1.2 高效液相色谱法与气相色谱法 349

17.2 高效液相色谱仪 349

17.2.1 高压输液系统 355

17.2.2 进样系统 355

17.2.3 分离系统——色谱柱 355

17.2.4 检测系统 355

17.2.5 附属系统 355

17.3 高效液相色谱的固定相和流动相 355

17.3.1 固定相 359

17.3.2 流动相 359

17.4 高效液相色谱法的主要类型 359

17.4.1 液-液分配色谱法 371

17.4.2 化学键合相色谱法 371

17.4.3 液-固吸附色谱法 371

17.4.4 离子交换色谱法 371

17.4.5 离子色谱法 371

17.4.6 离子对色谱法 371

17.4.7 尺寸排阻色谱法 371

17.4.8 亲和色谱法简介 371

17.4.9 分离类型的选择 371

17.5 超临界流体色谱法简介 371

17.5.1 超临界流体的特性 375

17.5.2 超临界流体色谱仪 375

17.5.3 压力效应 375

17.5.4 固定相和流动相 375

17.5.5 检测器 375

17.5.6 超临界流体色谱法与其他色谱法比较 375

参考资料 375

思考题与习题 375

第18章 毛细管电泳法 377

18.1 概述 377

18.1.1 毛细管电泳的发展 378

18.1.2 毛细管电泳的特点 378

18.2 毛细管电泳的基本理论 378

18.2.1 电双层 382

18.2.2 电泳与电泳淌度 382

18.2.3 电渗流与电渗流淌度 382

18.2.4 表观淌度与权均淌度 382

18.3 毛细管电泳的分离原理及影响因素 382

18.3.1 毛细管电泳的分离原理 387

18.3.2 毛细管电泳分离的基本参数 387

18.3.3 影响毛细管电泳分离的因素 387

18.4 毛细管电泳的仪器与操作 387

18.4.1 高压电源 390

18.4.2 进样系统 390

18.4.3 毛细管柱 390

18.4.4 电极槽 390

18.4.5 检测器 390

18.5 毛细管电泳的分离模式 390

18.5.1 毛细管区带电泳 398

18.5.2 胶束电动毛细管色谱 398

18.5.3 毛细管凝胶电泳 398

18.5.4 毛细管电色谱 398

18.5.5 其他毛细管电泳模式 398

参考资料 398

思考题与习题 398

其他分析方法篇 400

第19章 质谱法 400

19.1 质谱仪 400

19.1.1 质谱仪的工作原理 412

19.1.2 质谱仪的主要性能指标 412

19.1.3 质谱仪的基本结构 412

19.2 质谱图及其应用 412

19.2.1 质谱图与质谱表 419

19.2.2 分子离子峰、碎片离子峰、亚稳离子峰及其应用 419

19.2.3 同位素离子峰及其应用 419

19.2.4 质谱定性分析 419

19.2.5 质谱定量分析 419

19.3 色谱-质谱联用技术 419

19.3.1 气相色谱-质谱联用 421

19.3.2 液相色谱-质谱联用 421

19.4 质谱表面分析 421

19.5 串联质谱法 422

19.6 多谱综合解析 424

参考资料 430

思考题与习题 430

第20章 流动注射分析 432

20.1 流动注射分析的基本原理 432

20.1.1 受控扩散和定时重现 434

20.1.2 分散系数 434

20.2 流动注射分析仪的基本组成 434

20.2.1 流体驱动单元 436

20.2.2 进样阀 436

20.2.3 反应管道 436

20.2.4 检测器 436

20.3 FIA技术及应用 436

20.3.1 用于重复的和精确的样品传送 439

20.3.2 FIA转换技术 439

20.3.3 多相转换技术 439

20.3.4 流动注射滴定 439

20.3.5 在线预富集 439

20.3.6 停-流技术 439

参考资料 439

思考题与习题 439

第21章 电路和测量技术基础 440

21.1 简单电路在测量中的应用 440

21.1.1 电流表测量电流和电压 442

21.1.2 比较测量法 442

21.1.3 电阻测量——Wheatstone电桥 442

21.1.4 记录仪 442

21.2 运算放大器与测量 442

21.2.1 运算放大器 448

21.2.2 应用举例 448

参考资料 448

思考题与习题 448

第22章 微型计算机在仪器分析中的应用简介 449

22.1 微型计算机简介 449

22.1.1 微机的硬件 450

22.1.2 微机的软件 450

22.2 微机与分析仪器 450

22.2.1 微机与分析仪器连接方式 453

22.2.2 模-数与数-模转换 453

22.3 微机与分析数据 453

22.3.1 多次平均 459

22.3.2 局部平滑 459

22.3.3 Fourier变换 459

22.3.4 应用举例 459

22.4 实验室自动化 459

22.4.1 专家系统 460

22.4.2 自动化 460

参考资料 460

附录 部分习题参考答案 461