仪器的性能与校正方法阐述.ppt

第一章 《仪器分析》引言 本章提要： 分析化学的任务； 分析化学分类； 仪器性能及其表征； 仪器分析校正方法； 实际工作中，选择仪器分析方法的几种考虑。 1. 分析化学是做什么的？ 分析化学是研究物质的化学组成的！这句话可展开为： 1）? What ? 定性分析(qualitative analysis): 目标物质 的原子、分子或功能基团组成信息； 2）? How much ? 定量分析(quantitative analysis): 目 标物质的数量信息。 2. 分析化学分类 从分析化学的发展历史来看，分析化学分为两类：经典分析以及仪器分析，后者比前者晚100多年！ ? 经典分析 化学分离：沉淀、萃取、蒸馏等分离方法； 定性方法：加入各种试剂，测量待测物（analyte, target species）的颜色、沸熔点、气味、光学性质 （拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中的 溶解特性。 定量方法：重量法、滴定（容量）法 ? 仪器分析 化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、 萃取、蒸馏等分离方法； 定性定量方法：利用物质原子、分子、离子等的特性， 如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧 光等； 评 论：经典分析方法多适于常量分析！尽管此法仍有广泛应用，但随时间的推 移，尤其是随着大量的、新的仪器分析方法的出现，该法将走向没落！ 思考：仪器分析方法所利用的许多物理现象的发现有一个多世纪了，可为什么其 应用却远远滞后？ 必须注意： 1）? 从经典分析到以上众多仪器分析中选择一个合适方法 并不容易； 2）? 大多仪器分析灵敏度较高，但不是所有仪器分析的灵 敏度都比经典方法高； 3）? 仪器分析对多元素或化合物分析具更高的选择性，但 经典分析中的重量或容量分析的选择性比仪器分析法 要好； 4）? 从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地讲哪种方 法更好。 3. 仪器性能及其表征 问题：如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个分 析问题呢？ ? 基于以上问题，你必须了解该仪器的性能，或者说，该仪器到底可作什么分析！ 1）精密度（Precision） 使用同一方法或步骤进行多次重复测量所得分析数据之间符合的程度。 标准偏差(Absolute standard deviation)，s 平均标准偏差(Standard deviation of mean, sm) 相对标准偏差(Relative standard deviation, RSD) l 变异系数(Coefficient of variance, CV) 方差(Variance): s2 2) 误差（Bias） 测量值的总体平均值x与“真值?”接近的程度。即 ? 通过多次测量已知浓度或含量的物质（称为标准物质），得到总体平均值与标准物质含量（真实值）比较。 在建立新的分析方法时，对标准物质的测量可找出误差的来源！并通过空白分析和仪器校正来消除误差。 3）灵敏度（Sensitivity） 反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力，也就是说，当浓度或含量有微小变化时，仪器或方法均可以觉察出来。 影响灵敏度的因素有二： l 校正曲线的斜率； l 分析的重现性或精密度。 International Union of Pure & Applied Chemists，即IUPAC推荐使用“校正灵敏度”或者“校正曲线斜率”作为衡量灵敏度高低的标准。 0 10 20 30 40 50 60 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 S c S2=k2c+Sblank-2 S1=k1c+Sblank-1 仪器和方法的灵敏度描述 k1, k2分别为两条校正曲线的斜率，即灵敏度。 但未考虑测定重现性影响！ 因此，有人建议以“分析灵敏度(Analytical Sensitivity)”表示，即 ? ? 优点：当仪器信号放大时，k 值增加，灵敏度提高； 但此时 s 也相应增加，从而一定程度地保证了 灵敏度恒定； 缺点：