现代仪器分析与实验_邓冬莉，李婧主编_9787122485571

本书根据高等职业本科教育仪器分析的课程特点及工作任务，以职业教育教学所推崇的项目制的学习方式，通过三个部分介绍常用的一些分析仪器的工作原理、基本结构、主要功能和操作方法；与仪器应用相关的原理、技术方法，以及揭示仪器原理、拓展仪器应用的实操练习案例。
本书可作为高等职业本科院校化工、医药、环保、食品、轻工等专业的仪器分析和仪器分析实验的理、实一体教材，也可作为职业培训教材，同时可供地质、冶金、农林、材料等相关专业的师生和分析工作者参考。

检验检测是各行各业质量技术的基础，仪器分析作为现代的分析测试手段在当今社会工业生产的多个领域发挥着重要作用，在工业分析、食品分析、药物分析、环境监测等领域得到了广泛应用。在化工、轻工、石油、冶金、材料、环境、食品、制药等相关专业的人才培养中，仪器分析被列为必修的专业技能课程。
本书分为三大部分：第一部分为常用分析仪器使用手册，介绍了常见分析仪器的工作原理、基本结构、主要功能、基本操作与日常维护等内容，同时，还展示了与这些仪器相关的二维动画、视频等数字化资源，以便直观地呈现仪器的结构和操作流程。第二部分为常用分析仪器原理及应用，在内容的编写上打破理论和实践的明显界限，通过现象观察和行业应用引入不同类型的实验任务，每个任务旨在解决一类分析问题，完成一个知识技能点的学习，强调仪器的应用技术；在每一大类仪器学习完成后，进行了知识要点的总结性归纳和理论练习，方便学生自学和复习。第三部分为常用分析仪器的实验手册，该部分以现象观察、行业应用及技能提升三个层次的不同侧重点的实验项目，与第二部分的理论知识介绍相呼应，并以活页形式展示，方便学生实践学习使用，并提供了智能化实验报告，可以实现电子报告的编辑、数据自动计算及结果自动评价。教材整体编排设计新颖、内容实用，较为全面地介绍了经典的仪器分析技术，如紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、电位分析法、气相色谱法和高效液相色谱法等；同时，体现了新技术的发展应用，将红外衰减全反射技术、ICP光谱分析的直接进样技术、超高效液相法等技术纳入教学体系，并增加了分子荧光、原子发射、原子荧光、离子色谱、库仑分析、质谱联用等一些现代仪器的知识和技能的介绍。此外，根据分析检验工程师应具备的职业素质，本书将职业素养、劳动精神、工匠精神与科学技术融合，在每类仪器相关内容中以知识拓展与延伸的方式通过仪器研发应用、分析检验工作的典型案例将职业素养和工匠精神融入教材，让学生通过该课程的学习，提升专业能力和职业素养。
本书绪论和项目八、九、十一、十四、十五、十六、十七、二十由重庆工业职业技术大学邓冬莉编写，项目十九及项目二十一之任务三由陕西工业职业技术学院李婧编写，项目十二及项目二十一之任务一由重庆工业职业技术大学李林瑶编写，项目十三及项目二十一之任务二由广州番禺职业技术学院袁晓晴编写，项目十八由中铁二院成都工程检测有限责任公司张晓编写，项目十和项目二十一之任务四分别由重庆医科大学张东、周鹏飞编写，邓冬莉、李林瑶、云南国防工业职业技术学院项朋志、山东药品食品职业学院刘福胜、安徽职业技术学院王安吉负责数字化资源的制作和整理，全书由邓冬莉统稿，重庆工业职业技术大学吴明珠教授主审。
在本书的编写过程中，得到了一些分析检测仪器行业相关企事业单位的大力支持，上海美谱达仪器有限公司陈大华、重庆川仪科学仪器有限公司张同语、重庆海关技术中心唐柏彬、重庆市市政环卫监测中心邹芸等企业工程师参与了第一部分的编写，并对教材的编写提出了非常宝贵的意见，在此深表感谢。在编写过程中，作者参考了大量的文献资料以及各大仪器公司网站上展示的相关资料，在此特向文献资料作者表示感谢。所列参考文献如有遗漏之处，敬请谅解。
教材配套的《仪器分析》课程已在智慧职教MOOC平台上线运行。该课程与教材内容深度契合，可有效辅助线上自主学习与线下课堂教学衔接，欢迎结合教材配套使用。
由于编写时间仓促、编者水平有限，教材难免存在疏漏和不妥之处，敬请各位专家和读者批评指正！

编者
2025年9月1日

绪论001
一、认识仪器分析001
二、如何学习仪器分析003

第一部分常用分析仪器使用手册/ 006
项目一紫外-可见分光光度计007
一、仪器的工作原理和结构007
二、仪器的功能和基本操作011

项目二红外分光光度计014
一、仪器的结构014
二、仪器的功能和基本操作016

项目三原子吸收光谱仪017
一、仪器的结构017
二、仪器的功能和基本操作022

项目四原子发射分光光度计023
一、仪器的结构023
二、仪器的功能和基本操作026

项目五高效液相色谱仪027
一、仪器的结构027
二、仪器的功能和基本操作032

项目六气相色谱仪034
一、仪器的结构034
二、仪器的功能和基本操作038

项目七电位滴定仪040
一、仪器的结构040
二、仪器的功能和基本操作041

第二部分常用分析仪器原理及应用/ 043
项目八可见光区的吸收光谱分析044
任务一目视观察溶液颜色及变化044
一、光的基本特性044
二、物质对光的选择性吸收045
任务二可见分光光度计测定高锰酸钾溶液的吸光度047
一、物质的吸收光谱047
二、光的吸收定律048
任务三可见分光光度法测定饮料中的色素柠檬黄049
一、认识标准曲线050
二、定量分析方法051
任务四邻二氮菲分光光度法测定锅炉用水中的可溶性总铁052
一、显色反应052
二、显色剂054
三、显色反应条件的选择055
四、共存离子的干扰及消除方法056
五、可见分光光度法测量条件的选择057

项目九紫外光区的吸收光谱分析059
任务一化妆品中紫外线吸收剂定性测定059
一、分子轨道与电子跃迁059
二、官能团与吸收峰060
任务二有机化合物紫外吸收光谱的绘制及溶剂效应061
一、紫外吸收带061
二、常见有机化合物紫外吸收光谱062
三、影响紫外吸收光谱的主要因素063
任务三紫外分光光度法测定果蔬中维生素C的含量064
一、定性分析065
二、定量分析066
三、其他应用069

项目十红外光区的吸收光谱分析071
任务一利用红外吸收光谱仪绘制苯甲酸的红外光谱图071
一、红外吸收光谱概述071
二、红外吸收光谱的产生072
三、红外光谱图中的关键信息076
任务二未知化合物的红外光谱分析077
一、红外测定的制样技术077
二、常见各类有机物的特征吸收079
三、影响基团频率的主要因素087
四、红外谱图定性分析088
任务三红外光谱法测定食品中的反式脂肪酸089
一、定量分析原理090
二、测量条件的选择090

项目十一分子光谱技术知识要点092
任务一知识回顾与总结092
一、理论知识部分092
二、技能操作部分092
任务二知识拓展与延伸093
任务三思考与练习095

项目十二原子吸收光谱分析097
任务一金属离子的火焰原子化097
一、原子光谱的产生097
二、原子吸收光谱法的原子化技术098
任务二火焰原子吸收光谱法测定水中的铜含量100
一、特征吸收谱线101
二、原子吸收光谱测量的定量基础102
三、原子吸收光谱法定量分析方法104
任务三石墨炉原子吸收光谱法测定牛奶中的铜含量106
一、火焰原子吸收法测定条件的选择106
二、石墨炉原子吸收光谱的实验技术107
三、原子吸收光谱测量的干扰及其抑制108

项目十三原子发射光谱分析（ICP-OES）111
任务一ICP-OES测定矿泉水中的微量元素111
一、原子发射光谱的样品分析过程111
二、定性分析113
三、定量分析114
任务二微波消解ICP-OES测定土壤中微重金属元素115
一、样品制备115
二、实验条件的建立116
三、光谱干扰和校正117

项目十四原子光谱技术知识要点118
任务一知识回顾与总结118
一、理论知识部分118
二、技能操作部分119
任务二知识拓展与延伸119
任务三思考与练习121

项目十五高效液相色谱分离分析123
任务一叶绿素的提取经典柱色谱123
一、色谱法的起源与发展123
二、现代色谱分析法概述124
三、色谱的分离过程和色谱流出曲线125
任务二流动相和柱温等的变化对高效液相色谱分离的影响128
一、混合物的分离过程分析128
二、色谱分析基本理论129
三、色谱分离效果的评价及优化133
任务三高效液相色谱法测定维C银翘片中对乙酰氨基酚含量136
一、色谱结果的定性分析136
二、色谱结果的定量分析137
任务四应用实验：高效液相色谱法测定水溶性维生素140
一、色谱分离模式的选择140
二、流动相的优化147
三、检测器及检测条件的选择147
四、其他色谱条件的选择148

项目十六气相色谱分离分析149
任务一气相色谱法测定醇系物的含量149
一、气相色谱的方法介绍149
二、气相色谱的固定相150
任务二应用实验：气相色谱法测定白酒中醇、酯的含量154
一、样品信息收集154
二、分析条件的选择154
三、分离效果优化157
四、结果定性定量分析158
任务三应用实验：顶空气相色谱法测定血液中的乙醇159
一、顶空气相色谱分析概述159
二、静态顶空气相色谱160

项目十七色谱分离技术知识要点162
任务一知识回顾与总结162
一、理论知识部分162
二、技能操作部分162
任务二知识拓展与延伸163
任务三思考与练习165

项目十八电位分析167
任务一利用酸度计测定乙酸电离平衡常数167
一、化学电池167
二、电位分析法168
三、电极材料169
任务二氟离子选择性电极法测定牙膏中的氟含量175
一、直接电位分析法概述175
二、溶液离子浓度测定177
任务三电位滴定法测定硫酸亚铁铵中亚铁离子含量179
一、电位滴定基本原理179
二、电位滴定的实验过程180

项目十九库仑分析183
任务一控制电位库仑法测定溶液中银、砷、汞、铜的含量183
一、库仑分析的理论基础183
二、控制电位库仑分析法184
任务二库仑滴定法测定维生素C药片中的抗坏血酸的含量185
一、认识恒电流库仑滴定法185
二、滴定终点的指示方法187
三、库仑滴定的特点和应用188
任务三微库仑法测定石油产品中的硫含量189
一、微库仑分析法的基本原理189
二、应用190

项目二十电化学分析技术知识要点191
任务一知识回顾与总结191
一、理论知识部分191
二、技能操作部分191
任务二知识拓展与延伸191
任务三思考与练习192

项目二十一其他分析仪器方法与技术194
任务一荧光分光光度法测定蛋白质中的色氨酸194
一、荧光的产生194
二、方法特点及应用196
三、荧光分光光度计197
四、实验技术和分析条件199
任务二原子荧光光谱法测定化妆品中的汞200
一、方法原理200
二、方法特点及应用201
三、原子荧光光谱仪202
四、实验技术和分析条件204
任务三离子色谱法测定啤酒中一价阳离子205
一、分离原理205
二、方法特点及应用206
三、离子色谱仪207
四、实验技术和分析条件211
任务四色谱-质谱联用法检测塑胶跑道中邻苯二甲酸酯含量213
一、质谱分析法概述214
二、质谱法基本理论215
三、有机质谱仪219
四、有机质谱仪的应用225
五、色质联用技术226

参考文献228

实验手册
项目一可见光区的吸收光谱分析 1
任务一现象观察：目视观察溶液颜色及变化 1
任务二现象观察：可见分光光度计测定高锰酸钾溶液的吸光度 2
任务三应用实验：可见分光光度法测定饮料中的色素柠檬黄 4
任务四应用实验：邻二氮菲分光光度法测定锅炉用水中的可溶性总铁 6

项目二紫外光区的吸收光谱分析 8
任务一应用实验：化妆品中紫外线吸收剂定性测定 8
任务二现象观察：有机化合物紫外吸收光谱的绘制及溶剂效应 9
任务三应用实验：紫外分光光度法测定果蔬中维生素C的含量 11

项目三红外光区的吸收光谱分析 14
任务一现象观察：利用红外吸收光谱仪绘制苯甲酸的红外光谱图 14
任务二应用实验：未知化合物的红外光谱分析 15
任务三应用实验：红外光谱法测定食品中的反式脂肪酸 17

项目四分子光谱技术知识要点 19
任务技能提升：分光光度法同时测定维生素C和维生素E的实验方案设计 19

项目五原子吸收光谱分析 21
任务一现象观察：多种金属离子的焰色反应 21
任务二应用实验：火焰原子吸收光谱法测定水中的铜含量 22
任务三应用实验：石墨炉原子吸收光谱法测定牛奶中的铜含量 23

项目六原子发射光谱分析（ICP-OES） 26
任务一应用实验：ICP-OES测定矿泉水中的微量元素 26
任务二应用实验：微波消解ICP-OES测定土壤中微重金属元素 28

项目七原子光谱技术知识要点 31
任务技能提升：建立原子吸收光谱法测定钙离子方法的实验方案设计 31

项目八高效液相色谱分离分析 33
任务一现象观察：叶绿素的提取经典柱色谱 33
任务二现象观察：流动相和柱温等的变化对高效液相色谱分离的影响 34
任务三应用实验：高效液相色谱法测定维C银翘片中对乙酰氨基酚含量 36
任务四应用实验：高效液相色谱法测定水溶性维生素 37

项目九气相色谱分离分析 40
任务一现象观察：气相色谱法测定醇系物的含量 40
任务二应用实验：气相色谱法测定白酒中醇、酯的含量 42
任务三应用实验：顶空气相色谱法测定血液中的乙醇 44

项目十色谱分离技术知识要点 47
任务技能提升：高效液相色谱法同时测定果汁中的多种可溶性糖的实验方案设计 47

项目十一电位分析 49
任务一应用实验：利用酸度计测定乙酸电离平衡常数 49
任务二应用实验：氟离子选择性电极法测定牙膏中的氟含量 50
任务三应用实验：电位滴定法测定硫酸亚铁铵中亚铁离子含量 52

项目十二库仑分析 55
任务一应用实验：控制电位库仑法测定溶液中银、砷、汞、铜的含量 55
任务二应用实验：库仑滴定法测定维生素C药片中的抗坏血酸的含量 57
任务三应用实验：微库仑法测定石油产品中的硫含量 59

项目十三电化学分析技术知识要点 62
任务技能提升：卡尔·费歇尔法测定抗生素药物中的水分含量的实验方案设计 62

项目十四其他分析仪器方法与技术 64
任务一应用实验：荧光分光光度法测定蛋白质中的色氨酸 64
任务二应用实验：原子荧光光谱法测定化妆品中的汞 65
任务三应用实验：离子色谱法测定啤酒中一价阳离子 67
任务四应用实验：色谱-质谱联用法检测塑胶跑道中邻苯二甲酸酯含量 70

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