仪器分析
主讲教师：徐春秀
Xiao_yu18@tom.com
第一章 绪论
?分析化学,研究获得物质化学组成，结构信
息，分析方法及相关理论的科学 。
? 化学分析,利用化学反应和它的 计量关系 来
确定被测物质的组成和含量的一类分析方
法。
? 仪器分析,以物质的 物理 和物理化学 性质
（光、电、热等）为基础建立起来的一种
分析方法。
2010/8/2
分
析
化
学
化
学
分
析
仪
器
分
析
酸碱滴定
配位滴定
氧化还原滴定
沉淀滴定
电化学分析
光化学分析
色谱分析
波谱分析
重量分析
滴定分析
电导、电位、电解、库仑
极谱、伏安
发射、吸收，荧光、光度
气相、液相、离子、超临
界、薄层、毛细管电泳
红外、核磁、质谱
一,分析 仪 器
信号发生器,产生可以反映待测物 存在 及 浓度 的 信号 装
置，多半为离子或化合物自身 。如 AES中 激发态原子
检测器, 光电转换器
电位计
信号处理,运算放大
输出, 记录仪、计算机
二,仪 器分析的特点
? １．灵敏度
? ２,分析速度快,效率高 可以一次分
析样品中多种元素信息；
? ３．选择性好；
? 4．准确度 相对较低５％；
? 5．一般仪器价格较贵，维修使用成本较高
800MHz NMR~120万美元。
三,分析方法的 选择
现代仪器分析方法迅速发展，应用互相交
叉，要正确选择一个分析方法需要对分析
方法及分析对象有一个较好的了解 。
?对样品了解：
１．准确度、精确度要求；
２．可用样品量；
３．待测物浓度范围；
４．可能的干扰；
５．样品基体的物化性质 。
?对方法的要求：
１．精度 绝对偏差,RSD（相对偏差）；
２．误差 系统误差、相对误差；
３．灵敏度 校正曲线灵敏度、分析灵敏度；
４．检出 限 З (RSN)blank；
５．浓度范围 定量限于线性检测线；
６．选择性 选择性系数。
? 其它方法学的特性：
１．分析速度；
２．易操作性；
３．操作者熟练程度的要求；
４．仪器成本；
５．每个样品分析的成本；
６．环境代价。
四,如何学习仪器分析
?掌握方法的基本 原理,了解方法可提供的信息
?了解仪器的 结构,方框图
?掌握分析 步骤 和 数据处理 方法
五,定量分析 方法 的评价指标
（一）标准曲线
标准曲线又称工作曲线。如 吸光光度 法，在绘制时，首
先在一定条件下配制一系列具有 不同已知 浓度吸光物质的
标准溶液，然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量
系列溶液的吸光度，绘制 A-c曲线,从而得到一条通过原
点的直线，即标准曲线。当需要对某未知液的浓度 cx进行
测定时，只需要在相同条件下测得未知液的吸光度 Ax,就
可由 cx=Ax/ε b计 算 得出或直接在标准曲线上 查 得 cx。 在实
际操作中，应注意调整 cx的大小，使其对应
的 Ax处于标准曲线的直线范围（线性范围）之内。
1.标准曲线的线性范围
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 称为该方法的线性
范围。
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
2.标准曲线的绘制
标准曲线是依据标准系列的浓度（或含量）和其相对应的相应信号测量值来绘
制的。如浓度（或含量）分别为 x1,x2…x n，其相应信号的测量值分别为
y1,y2…y n，用 简单 的方法 很难 绘制出能 准确 反映 y与 x之间关系的标准曲线。通
常，用“一元线性回归法”来给出 y与 x的关系式
y=a+bx （ 1-1）
式中 其中
式 (1-1)称为一元线性回归方程,b称为回归系数，即回归
直线的 斜率, a为截距。
xbya
xx
yyxx
b
n
i
i
n
i
ii
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1
2
1
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n
yi
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x
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i
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1
1
3.相关系数 r
当两个 变量 之间直线关系 不够严格,数据的 偏离 较 严重 时，虽然 也
可以求得一条回归线，但是，实际上只有当两个变量之间 存在 某种 线
性 关系时，这条回归线 才有意义 。判断回归线是否有意义，可用相关
系数 r来检验。
相关系数的定义式为：
r值在 -1.0000与 +1.0000之间。相关系数的物理意义如下：
（ 1） ︱ r︱ =1时,y与 x之间存在 严格 的线性关系，所有的 yi值都在回归线
上。
（ 2） ︱ r︱ =0时,y与 x之间 完全不存在 线性关系。
（ 3） 0<︱ r︱ <1时,y与 x之间 存在一定 的线性关系。
︱ r︱ 值愈接近 1，线性关系就愈好
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i
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yyxx
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yy
xx
br
1 1
22
1
1
2
1
2
)()(
))((
)(
)(
例, 用光度法测定合金钢中 Mn的含量，吸光度与 Mn的含量间有下列关系：
Mn的质量 /μg 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 未知样
吸光度 /A 0.032 0.135 0.187 0.268 0.359 0.435 0.511 0.242
试求出标准曲线的 回归方程 及其 相关系数 r并计算未知样品中 Mn的 含量
解：此组数据中，组分浓度为零时，吸光度不为零，这可能是在试剂中
含有少量 Mn，或者含有其它在该测量波长下有吸光的物质。
设 Mn含量值为 x，吸光度值为 y，按公式计算回归系数 a,b值。 n=7。
所以
? 该标准曲线的回归方程为
y=0.038+3.95x
??
??
???????
7
1
2
7
1
0112.0)(;0442.0))((;275.0;06.0
i
i
i
ii xxyyxxyx
0 3 8.006.095.32 7 5.0
95.3
0 1 1 2.0
0 4 4 2.0
)(
))((
7
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7
1
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xbya
xx
yyxx
b
i
i
i
ii
? 相关系数
? 未知样品的吸光度为 y=0.242
0.242=0.038+3.95x
所以 x=0.052μg
故求出样品中含 Mn为 0.052μg
(注：该题可用计算机方便统计处理 )
9 9 9 3.0
1 7 5.0
0 1 1 2.0
95.3
)(
)(
1
2
1
2
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i
i
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br
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
（二）灵敏度
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，称为方法的
灵敏度，用 S表示。
S=dy/dc或 dy/dm
式中,dc和 dm分别为被测
物质的浓度和质量的变化
量,dy为响应信号的变化
量。
灵敏度也就是标准曲线
的 斜率 。斜率越大，方法
的灵敏度就越高。
0
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0.1
0.15
0.2
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0.3
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0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
（三）精密度
精密度是指使用同一方法，对同一试样进行 多次 测定所得测定结
果的 一致 程度。
精密度常用测定结果的标准偏差 s或相对标准偏差 sr量度,
同一分析人员在同一条件下测定结果的精密度称为 重复性 ；
不同实验室所得测定结果的精密度称为 再现性
%1 0 0
1
)(
1
2
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x
s
s
n
xx
s
r
n
i
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（四）准确度
试样含量的 测定值 与试样含量的 真实值 （或 标准值 ）相符
合的程度称为准确度。准确度常用相对误差度量
式中,x为试样含量的测定值，
μ为试样含量的真值或标准值
%1 0 0???
?
?xE
r
（五）检出限
? 某一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，称为这种方法对该物质的 检出限 。检出限
表明被测物质的最小浓度或最小质量的响应信号可以与空
白信号相区别。用 D来表示。
? sb为空白信号的标准偏差,S是方法的灵敏度，也就是标
准曲线的斜率。
? 方法的灵敏度越高（工作曲线的斜率越大）。精密度越
好，检出限就越低。
S
s
D b
3
?
本章作业
? 书本 p7的 2,3,4共三大题。
主讲教师：徐春秀
Xiao_yu18@tom.com
第一章 绪论
?分析化学,研究获得物质化学组成，结构信
息，分析方法及相关理论的科学 。
? 化学分析,利用化学反应和它的 计量关系 来
确定被测物质的组成和含量的一类分析方
法。
? 仪器分析,以物质的 物理 和物理化学 性质
（光、电、热等）为基础建立起来的一种
分析方法。
2010/8/2
分
析
化
学
化
学
分
析
仪
器
分
析
酸碱滴定
配位滴定
氧化还原滴定
沉淀滴定
电化学分析
光化学分析
色谱分析
波谱分析
重量分析
滴定分析
电导、电位、电解、库仑
极谱、伏安
发射、吸收，荧光、光度
气相、液相、离子、超临
界、薄层、毛细管电泳
红外、核磁、质谱
一,分析 仪 器
信号发生器,产生可以反映待测物 存在 及 浓度 的 信号 装
置，多半为离子或化合物自身 。如 AES中 激发态原子
检测器, 光电转换器
电位计
信号处理,运算放大
输出, 记录仪、计算机
二,仪 器分析的特点
? １．灵敏度
? ２,分析速度快,效率高 可以一次分
析样品中多种元素信息；
? ３．选择性好；
? 4．准确度 相对较低５％；
? 5．一般仪器价格较贵，维修使用成本较高
800MHz NMR~120万美元。
三,分析方法的 选择
现代仪器分析方法迅速发展，应用互相交
叉，要正确选择一个分析方法需要对分析
方法及分析对象有一个较好的了解 。
?对样品了解：
１．准确度、精确度要求；
２．可用样品量；
３．待测物浓度范围；
４．可能的干扰；
５．样品基体的物化性质 。
?对方法的要求：
１．精度 绝对偏差,RSD（相对偏差）；
２．误差 系统误差、相对误差；
３．灵敏度 校正曲线灵敏度、分析灵敏度；
４．检出 限 З (RSN)blank；
５．浓度范围 定量限于线性检测线；
６．选择性 选择性系数。
? 其它方法学的特性：
１．分析速度；
２．易操作性；
３．操作者熟练程度的要求；
４．仪器成本；
５．每个样品分析的成本；
６．环境代价。
四,如何学习仪器分析
?掌握方法的基本 原理,了解方法可提供的信息
?了解仪器的 结构,方框图
?掌握分析 步骤 和 数据处理 方法
五,定量分析 方法 的评价指标
（一）标准曲线
标准曲线又称工作曲线。如 吸光光度 法，在绘制时，首
先在一定条件下配制一系列具有 不同已知 浓度吸光物质的
标准溶液，然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量
系列溶液的吸光度，绘制 A-c曲线,从而得到一条通过原
点的直线，即标准曲线。当需要对某未知液的浓度 cx进行
测定时，只需要在相同条件下测得未知液的吸光度 Ax,就
可由 cx=Ax/ε b计 算 得出或直接在标准曲线上 查 得 cx。 在实
际操作中，应注意调整 cx的大小，使其对应
的 Ax处于标准曲线的直线范围（线性范围）之内。
1.标准曲线的线性范围
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 称为该方法的线性
范围。
0
0.05
0.1
0.15
0.2
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0.3
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0.5
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
2.标准曲线的绘制
标准曲线是依据标准系列的浓度（或含量）和其相对应的相应信号测量值来绘
制的。如浓度（或含量）分别为 x1,x2…x n，其相应信号的测量值分别为
y1,y2…y n，用 简单 的方法 很难 绘制出能 准确 反映 y与 x之间关系的标准曲线。通
常，用“一元线性回归法”来给出 y与 x的关系式
y=a+bx （ 1-1）
式中 其中
式 (1-1)称为一元线性回归方程,b称为回归系数，即回归
直线的 斜率, a为截距。
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3.相关系数 r
当两个 变量 之间直线关系 不够严格,数据的 偏离 较 严重 时，虽然 也
可以求得一条回归线，但是，实际上只有当两个变量之间 存在 某种 线
性 关系时，这条回归线 才有意义 。判断回归线是否有意义，可用相关
系数 r来检验。
相关系数的定义式为：
r值在 -1.0000与 +1.0000之间。相关系数的物理意义如下：
（ 1） ︱ r︱ =1时,y与 x之间存在 严格 的线性关系，所有的 yi值都在回归线
上。
（ 2） ︱ r︱ =0时,y与 x之间 完全不存在 线性关系。
（ 3） 0<︱ r︱ <1时,y与 x之间 存在一定 的线性关系。
︱ r︱ 值愈接近 1，线性关系就愈好
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例, 用光度法测定合金钢中 Mn的含量，吸光度与 Mn的含量间有下列关系：
Mn的质量 /μg 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 未知样
吸光度 /A 0.032 0.135 0.187 0.268 0.359 0.435 0.511 0.242
试求出标准曲线的 回归方程 及其 相关系数 r并计算未知样品中 Mn的 含量
解：此组数据中，组分浓度为零时，吸光度不为零，这可能是在试剂中
含有少量 Mn，或者含有其它在该测量波长下有吸光的物质。
设 Mn含量值为 x，吸光度值为 y，按公式计算回归系数 a,b值。 n=7。
所以
? 该标准曲线的回归方程为
y=0.038+3.95x
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0112.0)(;0442.0))((;275.0;06.0
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95.3
0 1 1 2.0
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? 相关系数
? 未知样品的吸光度为 y=0.242
0.242=0.038+3.95x
所以 x=0.052μg
故求出样品中含 Mn为 0.052μg
(注：该题可用计算机方便统计处理 )
9 9 9 3.0
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0 1 1 2.0
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0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
（二）灵敏度
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，称为方法的
灵敏度，用 S表示。
S=dy/dc或 dy/dm
式中,dc和 dm分别为被测
物质的浓度和质量的变化
量,dy为响应信号的变化
量。
灵敏度也就是标准曲线
的 斜率 。斜率越大，方法
的灵敏度就越高。
0
0.05
0.1
0.15
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0.35
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0.45
0.5
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
C
A
（三）精密度
精密度是指使用同一方法，对同一试样进行 多次 测定所得测定结
果的 一致 程度。
精密度常用测定结果的标准偏差 s或相对标准偏差 sr量度,
同一分析人员在同一条件下测定结果的精密度称为 重复性 ；
不同实验室所得测定结果的精密度称为 再现性
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（四）准确度
试样含量的 测定值 与试样含量的 真实值 （或 标准值 ）相符
合的程度称为准确度。准确度常用相对误差度量
式中,x为试样含量的测定值，
μ为试样含量的真值或标准值
%1 0 0???
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（五）检出限
? 某一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，称为这种方法对该物质的 检出限 。检出限
表明被测物质的最小浓度或最小质量的响应信号可以与空
白信号相区别。用 D来表示。
? sb为空白信号的标准偏差,S是方法的灵敏度，也就是标
准曲线的斜率。
? 方法的灵敏度越高（工作曲线的斜率越大）。精密度越
好，检出限就越低。
S
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本章作业
? 书本 p7的 2,3,4共三大题。
