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江苏自考02056《仪器分析(一)》教材大纲

2022年01月10日信息来源:江苏教育考试院

江苏教育学院编 (高纲号 0798)


    一、课程性质及其设置目的与要求
    (一)课程性质和特点
    《仪器分析》课程是我省高等教育自学考试化学教育专业(独立本科段)的一门重要的专业课程,其任务是使应考者掌握常用仪器的基本原理与基本方法,学会选择适当的分析方法、取得可靠的实验数据、解释实验现象、正确处理实验数据,提高应考者的分析问题、解决问题的能力,同时,还要求应考者对发展中的仪器分析技术和方法有所了解,为今后解决生产、科研中的实际问题打下较为扎实的理论基础。

    (二)本课程的基本要求

    本课程以电化学分析法、光学分析法、色谱分析法为主要内容,主要包括电化学分析概论,电位分析法,电重量分析和库仑分析法,伏安法和极谱分析法,色谱分析导论,气相色谱法,高效液相色谱法,光学分析法导论,原子发射光谱分析法,原子吸收光谱法,紫外-可见吸收光谱法,红外吸收光谱法的基本原理、分析测定方法及其应用范围。通过学习要求应考者对常规仪器分析的原理、仪器构造和应用有一个全面和正确的了解,具体应达到以下要求:
    1、理解并掌握各种仪器分析方法的基本原理和分析测试方法;
    2、了解各类方法的特点及其应用范围,具有初步选择分析方法、设计分析方案的能力;
    3、掌握常用仪器的结构、特点和使用方法。

    (三)本课程与相关课程的联系

    本课程是当代与化学相关的科技工作者必须具备的基础知识和基本技能,综合应用物理学、物理化学、有机化学、无机化学、电子学等多学科的知识,建立物理量、物理化学量与浓度、物质结构的定量关系,达到测定组分含量,推断分子结构的目的。因此这些课程可以帮助我们更好地掌握仪器分析的基本原理、分析方法和各种仪器的构造、特点。
   
    二、课程内容与考核目标

    第一章  绪论

    (一)课程内容

    本章介绍了仪器分析的发展、分类及化学分析与仪器分析的关系。

    (二) 学习要求

    了解分析化学的发展,了解仪器分析的分类、特点,掌握化学分析与仪器分析的关系。

    (三) 考核知识点和考核要求

    掌握:仪器分析的分类,化学分析与仪器分析的关系。
   
    第二章  光学分析法导论

    (一)课程内容

    电磁辐射的性质,光学分析法的分类,光谱法仪器。

    (二)学习要求

    了解光与物质的相互作用特点及其光学分析法的关系,了解光学分析法的分类,掌握光学分析仪器的基本构成单元及其作用。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:电磁辐射的性质,光学分析法分类,光学分析仪器的基本部件及其功能。
    2、掌握:常见的几种光源及其适用条件,单色器的色散能力的计算,样品池材料。
    3、重点掌握:单色器的色散率的计算,
   
    第三章  原子发射光谱法

    (一)课程内容

    原子发射光谱法概述,原子发射光谱法基本原理,原子发射光谱仪,原子发射光谱法的定性定量分析方法及其应用。

    (二)学习要求

    理解原子发射光谱法的基本原理,了解原子发射光谱法的各种光源及仪器特点,掌握原子发射光谱法的分析方法及其适用范围。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:原子发射光谱法的几种常用光源和用途,光电直读光谱仪和摄谱仪的类型、工作原理和特点。
    2、掌握:原子发射的基本原理,原子发射光谱定性定量分析方法。
    3、重点掌握:ICP光源作用机理。
   
    第四章  原子吸收及原子荧光光谱法

    (一)课程内容

    本章主要讲述了原子吸收光谱法的基本原理、基本仪器装置和定量分析方法,还简要介绍了原子荧光光谱法。

    (二)学习要求

    了解影响原子吸收谱线轮廓的因素,理解峰值吸收与积分吸收的关系,理解火焰原子化的基本过程,了解原子吸收光谱法的仪器及光源特点,掌握原子吸收光谱法的分析方法及实验条件选择原则。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:原子谱线的轮廓和影响谱线变宽的因素,火焰和石墨炉原子化的原理,比较其优缺点,单光束和双光束原子吸收分光光度计的原理及其基本组成部件。
    2、掌握:原子吸收测量的必要条件,原子吸收过程中干扰及其抑制方法,原子吸收定量分析方法,评价分析性能的指标仪器灵敏度和检测限的定义及其计算。
    3、重点掌握:原子吸收光度法对光源的要求,空心阴极灯的构造及工作原理。
   
    第五章  紫外-可见吸收光谱法

    (一)课程内容

    木章主要讲述了分子吸收光谱的产生、朗伯一比尔定律、紫外一可见分光光度计和紫外一可见吸收光谱法在定性、定量及结构分析中的应用。

    (二)学习要求

    理解紫外-可见吸收光谱的产生,理解比尔定律用于紫外-可见吸收光谱法的条件及其偏离因素,掌握有机化合物的电子跃迁类型,理解溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响,了解紫外-可见吸收光谱仪的基本构成部分及其作用,了解紫外-可见吸收光谱法的定性和定量分析方法及其应用。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:紫外-可见吸收光谱仪的基本构成部分及其作用,紫外-可见吸收光谱法的定性和定量分析方法。
    2、掌握:紫外-可见吸收光谱的产生,朗伯-比尔定律,有机化合物分子的电子跃迁类型。
    3、重点掌握:溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响。
    
    第六章  红外光谱法

    (一)课程内容

    本章主要讲述了红外光谱法的基本原理、红外光谱仪、红外光谱与有机化合物分子结构的关系及其在有机化合物定性鉴定和结构分析中的应用。

    (二)学习要求

    理解红外吸收光谱产生的两个条件,掌握分子的振动频率、振动类型、振动自由度与红外光谱的关系,了解影响基团频率位移的因素,了解红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪的基本组成部件的作用及特点,掌握重要有机化合物的红外图谱的解析。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:红外光谱仪的基本组成部件的作用及特点,傅立叶红外光谱法的原理及特点。
    2、掌握:红外吸收光谱产生的两个条件。
    3、重点掌握:常见有机化合物的基团频率的特征吸收带。
    
    第九章 电化学分析法导论

    (一)课程内容

    本章讲述了原电池、电解池、电极电位、液接电位、电极的极化和超电位等基本概念,为后面电分析各章作准备。

    (二)学习要求

    了解电池的构成,掌握电极极化的原因和种类,了解电极类型。

    (三)考核知识点和考核要求

    1、了解:原电池和电解池的构成,电极的类型。
    2、掌握:电极极化的原因和种类。
   
    第十章  电位分析法

    (一)课程内容

    本章以pH玻璃电极为重点,讲述了离子选择性电极的构造响应机理及其应用等,对电位滴定法确定滴定终点的方法进行了简要介绍。

    (二) 学习要求

    了解电位分析法的原理,了解常用各种离子选择电极电位的能斯特表达式,掌握离子选择电极的特性,掌握电位法定量分析方法及其适用条件,理解电位滴定法中求滴定终点或终点电位的方法,掌握离子选择电极内阻与离子计输入阻抗的关系。

    (三) 考核知识和考核要求

    1、了解:电位滴定法求终点的方法,离子选择性电极内阻与离子计输入阻抗的关系。
    2、掌握:电位分析法的原理,离子选择电极电位能斯特表达式,离子选择性电极的选择特性。
    3、重点掌握:各种选择电极膜电位的产生机理。
   
    第十一章  电解与库仑分析法

    (一)课程内容

    本章讲述了电解分析法和库仑分析法的基本原理、仪器装置和各种方法的特点及应用。

    (二) 学习要求

    了解电解原理,掌握电解方程表达式及其含义,掌握控制电位电解和控制电流电解两种过程的特点及其有关表达式,掌握库仑滴定法和微库仑分析法的原理和应用。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:电解的原理,控制电位电解和控制电流电解两种电解过程,库仑滴定法的原理和应用。
    2、掌握:电解方程表达式。
    3、重点掌握:控制电位法电解分离。
   
    第十二章  伏安法和极谱法

    (一)课程内容

    本章主要讲述了经典极谱法、单扫描极谱法、循环伏安法和脉冲极谱法的基本原理及特点和应用。对电分析化学的某些新进展.如化学修饰电报、超微电极和光谱电化学等作了简要介绍。

    (二)学习要求

    掌握直流极谱法的基本原理和不足,掌握尤考维奇方程和极谱波方程,理解单扫描极谱法和脉冲极谱法是如何改变施加电压方式,如何减少残余电流,增大电解电流来提高信噪比,掌握循环伏安法的原理及其应用。

    (二)考核知识和考核要求

    1、了解:单扫描极谱法和脉冲极谱法是如何减少残余电流,增大电解电流来提高信噪比,了解其提高灵敏度的原因,循环伏安法的原理及其应用。
    2、掌握:直流极谱法的基本原理,极谱波方程,。
    3、重点掌握:尤考维奇方程,扩散过程中的干扰电流及其消除方法。
   
    第十三章  色谱法导论

    (一)课程内容

    本章主要介绍了色谱法分类、色谱流出曲线和术语及其分离的基本原理。

    (二)学习要求

    理解混合物中各组分在色谱柱内得到分离的原因,理解柱效率的物理意义及其计算方法,理解速率理论方程对实际分离的指导意义,掌握分离度的计算及影响分离度的重要色谱参数,掌握色谱分离基本方程。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:色谱法分类,色谱流出曲线和术语
    2、掌握:色谱分析分配过程,保留值,以及影响分离度的重要色谱参数。
    3、重点掌握:柱效率的物理意义及计算方法,速率理论方程对实际分离的指导意义,分离度的计算。
   
    第十四章  气相色谱法

    (一)课程内容

    本章主要讲述了气相色谱仪的组成、气相色谱拄、分离条件的选择和定性与定量的分析方法。

    (二)学习要求

    了解气相色谱法的优点及适用范围,了解固定相及重要操作条件选择的原则,理解常用检测器原理、优缺点及适用范围,理解常用定性方法及定量方法的优缺点。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:气相色谱法的优点及适用范围,气相色谱仪的构造,气相色谱的固定相及其选择原则。
    2、掌握:气相色谱检测器类型,气相色谱定性、定量分析方法。
    3、重点掌握:常用检测器的原理、优缺点及适用范围,气相色谱定量分析方法中的内标法。
   
    第十五章  高效液相色谱法

    (一)课程内容

    本章主要介绍了高效液相色谱法的固定相和流动相,高效液相色谱仪,高效液相色谱的类型及其分离原理。

    (二)学习要求

    了解高效液相色谱法的优点及适用范围,理解常用检测器的原理、优缺点及适用范围,理解各种分离方式的原理、适用的分析对象及选择原则,理解超临界流体色谱法的原理、优缺点及适用范围。

    (三)考核知识和考核要求

    1、了解:高效液相色谱法的优点及适用范围,高效液相色谱的固定相和流动相,高效液相色谱仪的构造。
    2、掌握:各种高效液相色谱法适用的分析对象及选择原则。
    3、重点掌握:各种高效液相色谱法的分离原理。
   
    自学教材

    本课程使用教材为:《仪器分析》,曾泳淮主编,高等教育出版社,2003年版。
   
    自学方法的指导

    本课程作为一门专业课程,内容多、难度大,应考者者在自学过程中应该注意以下几点:
    1、学习前,应仔细阅读课程大纲的第一部分,了解课程的性质、地位和任务,熟悉课程的基本要求以及本课程与有关课程的联系,使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。
    2、在阅读每一章教材内容前,应先认真阅读大纲中该章的考核知识点、自学要求和考核要求,注意对各知识点的能力层次要求,以便在阅读教材时做到心中有数。
    3、阅读教材时,应根据大纲要求,自学阅读、推敲,吃透每个知识点。对基本概念必须深刻理解,基本原理必须牢固掌握,阅读过程中遇到个别细节问题不清楚,在不影响继续学习的前提下,可暂时搁置。
    4、学完教材的每一章节内容后,应认真完成教材中的习题和思考题,这一过程可有效地帮助自学者理解、消化和巩固所学的知识,增加分析问题、解决问题的能力。
   
    对社会助学的要求

    1、应熟知考试大纲对课程所提出的总的要求和各章的知识点。
    2、应掌握各知识点要求达到的层次,并深刻理解各知识点的考核要求。
    3、对应考者进行辅导时,应以指定的教材为基础,以考试大纲为依据,不要随意增删内容,以免与考试大纲脱节。
    4、辅导时应对应考者进行学习方法的指导,提倡应考者“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动提出问题,依靠自己学懂”的学习方法。
    5、辅导时要注意基础、突出重点,要帮助应考者对课程内容建立一个整体的概念,对应考者提出的问题,应以启发引导为主。
    6、注意对应考者能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导应考者逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题、分析问题、作出判断和解决问题。
    7、要使应考者了解试题难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。
   
    关于命题和考试的若干规定

    1、本大纲各章所提到的考核要求中,各条细目都是考试的内容,试题覆盖到章,适当突出重点章节,加大重点内容的覆盖密度。
    2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是:“了解”20%,掌握40%,重点掌握40%。
    3、试题难易程度合理,分为四档:易、较易、较难、难,这四档在试卷中所占的比例为2:3:3:2。
    4、本课程考试试卷可能采用的题型有:单项选择题、名词解释、问答题和计算题。
    5、考试方式为闭卷笔试,考试时间为150分钟。评分采用百分制,60分为及格。
   
    附录 题型举例

    一、选择题

    如:确定化学电池“阴”、“阳”电极的依据是 (     )
      A. 电极电位的高低                      B. 电极材料的性质
      C. 电极反应的性质                      D. 离子浓度

    二、名词解释

    如:灵敏度

    三、简答题

    如:简述离子交换色谱的分离原理

    四、计算题

    如:某光栅光谱仪,光栅刻数为600条/mm,光栅面积5×5cm平方。试问:
      (1)光栅的理论分辨率是多少?(一级光谱)?
      (2)一级光谱中,波长为3100.30A和3100.66A 的双线是否能分开?

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