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仪器分析

外文名 -- instrumental analysis
仪器分析是化学学科的一个重要分支,它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。 利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析,定量分析,形态分析。 仪器分析方法所包括的分析方法很多, 目前有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量不同,操作过程及应用情况也不同。

基本概述

仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质 的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析与化学分析(chemical analysis)是分析化学 (analytical chemistry)的两个分析方法。

仪器分析的分析对象一般是半微量(0.01~0.1g)、微量(0.1~10mg)、超微量(<0.1mg)组分的分析,灵敏度高;而化学分析一般是半微量(0.01~0.1g)、常量(>0.1g)组分的分析,准确度高。

总之,仪器分析正在向快速、准确、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。

分支

仪器分析大致可以分为:
电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法、其它仪器分析法等。

主要特点

1、灵敏度高:大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。例如,原子吸收分光光度法测定某些元素的绝对灵敏度可达 10-14g。

2、取样量少:化学分析法需用 0.1~10-3g,仪器分析试样常在 10-2~10-8g。

3、在低浓度下的分析准确度较高:含量在10-5%~10-9%范围内的杂质测定,相对误差低达1%~10%。

4、快速:例如,发射光谱分析法在1min内可同时测定水中48个元素。

5、可进行无损分析:有时可在不破坏试样的情况下进行测定,适于考古、文物等特殊领域的分析。有的方法还能进行表面或微区(直径为?级)分析,或试样可回收。

6、能进行多信息或特殊功能的分析:有时可同时作定性、定量分析,有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。放射性分析法还可作痕量杂质分析。

7、专一性强:例如,用单晶X衍射仪可专测晶体结构;用离子选择性电极可测指定离子的浓度等。

8、便于遥测、遥控、自动化:可作即时、在线分析控制生产过程、环境自动监测与控制。

9、操作较简便:省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。

10、仪器设备较复杂,价格较昂贵。

现代仪器

现代仪器分析应用了现代分析化学的各项新理论、新方法、新技术,把光谱学、量子学、富里叶变换、微积分、 模糊数学生物学电子学电化学、激光、 计算机软件成功地运用到现代分析的仪器上,研发了原子光谱 (原子吸收光谱、原子发射光谱、原子荧光光谱)、分子光谱(UV、IR、MS、NMR、Flu)、色谱(GC、LC)、 分光光度法、激光光谱法、拉曼光谱、流动注射分析法、极谱法、离子选择性电板、火焰光度分析等现代分析仪器, 计算机的应用则极大地提高了仪器分析能力,因此现代分析仪器灵敏度高,选择性好、 检出限低、准确性好,在数据处理和显示分析结果,实现了分析仪器的自动化和样品的连续测定。 

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