儀器分析課程是北京化工大學建設的慕課、雙語教學示範課程、國家精品課程、國家級精品資源共享課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程，於2018年05月02日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為楊屹、杜振霞、蘇萍、胡高飛、張麗娟、宋佳一等。據2021年9月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行8學期。
儀器分析課程共十章，包括原子發射光譜法、電化學分析法、紫外可見分光光度法、色譜分析法、原子吸收光譜法、核磁共振波譜分析等內容。
基本介紹
- 中文名：儀器分析
- 類別：慕課、雙語教學示範課程、國家精品課程、國家級精品資源共享課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2018年05月02日（首次）
- 授課教師：楊屹、杜振霞、蘇萍、胡高飛、張麗娟、宋佳一等
- 建設院校：北京化工大學
課程性質,課程定位,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,學習預備,預備知識,學習資料,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程定位
儀器分析課程是套用化學、化學工程與工藝、製藥工程、環境工程、能源化學工程等近化學類專業的化學基礎課程，通過對原子發射光譜法、電化學分析法、紫外可見分光光度法、色譜分析法、原子吸收光譜法、核磁共振波譜分析等內容的學習，使學習者掌握常用的儀器分析方法原理和套用，具備運用適宜的研究與測試方法或手段解決實際問題的能力。
適應專業
儀器分析課程適合套用化學、化學工程與工藝、製藥工程、環境工程、能源化學工程等近化學類專業學習。
課程簡介
儀器分析課程共十章，第一章介紹儀器分析導論等知識點；第二章講述光譜分析法導論等內容；第三章介紹譜線強度及影響因素等知識點；第四章講述原子吸收值與原子濃度之間的關係等內容；第五章介紹有機化合物紫外可見吸收光譜等知識點；第六章講述各類有機化合物紅外特徵吸收等內容；第七章介紹核磁共振基本原理等知識點；第八章講述EI源斷裂機理等內容；第九章介紹離子選擇性電極特性等知識點；第十章講述色譜定性定量方法等內容。
課程大綱
第一章 儀器分析導論 課時 1.1儀器分析導論-1 1.2儀器分析導論-2 第二章 光譜分析法導論 課時 2.1光譜分析法導論 第三章 原子發射光譜法 課時 3.1原子發射光譜法概述 3.2原子發射光譜法的產生 3.3譜線強度及影響因素 3.4原子發射光譜儀器-1 3.5原子發射光譜儀器-2 3.6定性分析 3.7定量分析及套用 3.8原子發射光譜法單元測驗 第四章 原子吸收光譜法 課時 4.1原子吸收光譜法概述 4.2原子吸收光譜的產生及譜線輪廓 4.3原子吸收值與原子濃度之間的關係 4.4原子吸收光譜儀器-1 4.5原子吸收光譜儀器-2 4.6干擾與消除 4.7實驗條件的最佳化 4.8原子吸收光譜法單元測驗 第五章 紫外可見分光光度法 課時 5.1紫外可見分光光度法 5.2影響紫外可見吸收光譜的因素 5.3各類有機化合物紫外可見吸收光譜 5.4無機化合物的紫外可見吸收光譜 5.5無機化合物的紫外可見吸收光譜 5.6光的吸收定律 5.7紫外可見分光光度計 5.8顯色反應及顯色條件的選擇 5.9紫外可見光譜法套用-定性分析 5.10紫外可見光譜法套用-定量分析 5.11紫外可見分光光度法單元測驗 第六章 紅外光譜分析法 課時 6.1紅外光譜法概述 6.2紅外術語 6.3紅外光譜儀及樣品製備 6.4影響紅外光譜的因素及官能團的特徵吸收 6.5各類有機化合物的特徵基團頻率-烴類化合物 6.6各類有機化合物紅外特徵吸收-羰基化合物 6.7各類有機化合物紅外特徵吸收-羥基化合物及其他化合物 6.8譜圖分析 6.9套用案例 6.10紅外光譜分析法單元測試 | 第七章 核磁共振波譜分析 課時 7.1核磁共振基本原理 7.2化學位移 7.3影響化學位移的因素-1 7.4影響化學位移的因素-2 7.5自旋偶合-1 7.6自旋偶合-2 7.7核磁共振譜儀及實驗過程簡介 7.8氫譜譜圖解析實例 7.9核磁共振碳譜 7.10核磁共振波譜分析單元測驗 第八章 質譜分析法 課時 8.1概述 8.2.1離子源-1 8.2.2 離子源-2 8.3質量分析器 8.4分子離子峰 8.5.1EI源斷裂機理-1 8.5.2EI源斷裂機理-2 8.5.3EI源斷裂機理-3 8.6同位素峰 8.7.1重要有機化合物質譜特徵-烴類 8.7.2重要有機化合物質譜特徵-醇、酚、醚 8.7.3重要有機化合物質譜特徵-羰基 8.7.4重要有機化合物質譜特徵-N、鹵素 8.8譜圖解析 8.9套用案例 8.10質譜分析法單元測驗 第九章 電化學分析法 課時 9.1概述 9.2電位分析法基本原理 9.3離子選擇性電極-1 9.4離子選擇性電極-2 9.5離子選擇性電極的特性 9.6直接電位法 9.7電位滴定法 9.8電化學分析法單元測驗 第十章 色譜分析法 課時 10.1色譜分析法概述 10.2色譜理論 10.3色譜分離度 10.4色譜定性定量方法 10.5氣相色譜-1 10.6氣相色譜-2 10.7氣相色譜-3 10.8高效液相色譜-1 10.9高效液相色譜-2 10.10色譜分析法單元測驗 |
（註：課程大綱排版從左到右排列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課老師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年05月02日-2018年07月05日 | 楊屹、杜振霞、蘇萍、胡高飛、呂超、張麗娟 | 3-5小時每周 | 5659 |
第2次開課 | 2018年08月27日-2018年12月31日 | 7333 | ||
第3次開課 | 2019年02月25日-2019年06月24日 | 5205 | ||
第4次開課 | 2019年08月26日-2019年12月31日 | 3-4小時每周 | 7445 | |
第5次開課 | 2020年02月17日-2020年06月20日 | 3小時每周 | 16213 | |
第6次開課 | 2020年08月24日-2020年12月31日 | 7971 | ||
第7次開課 | 2021年02月22日-2021年06月20日 | 楊屹、杜振霞、蘇萍、胡高飛、呂超、張麗娟、魏芸、宋佳一 | 8374 | |
第8次開課 | 2021年08月31日-2022年01月04日 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
教學目標
- 總目標
1、掌握電位分析、氣相色譜、高效液相色譜、原子發射光譜、原子吸收光譜等分析方法；
2、掌握核磁共振光譜法和質譜法的基本原理、儀器的基本構造、實驗技術、定性定量方法；
3、具備運用適宜的研究與測試方法或手段解決實際問題的能力。
- 分目標
章節標題 | 章節目標 |
|---|---|
第一章儀器分析導論 | 1、了解現代儀器分析方法的研究歷史、發展趨勢及的套用； 2、掌握儀器分析方法的主要評價指標。 |
第二章光譜分析法導論 | 1、了解電磁波譜的相關性質； 2、掌握光譜分析法的定義、類型；3、掌握光譜產生的機理。 |
第三章原子發射光譜法 | 1、掌握原子發射光譜法的基本原理； 2、熟悉原子發射光譜法的產生、發展和研究趨勢； 3、掌握原子的激發、譜線的產生、強度及其影響因素； 4、了解發射光譜儀的原理和類型、原子發射光譜儀器的光路及其光學特性； 5、掌握原子發射光譜儀的各部分組成和作用； 6、了解原子發射法定性分析基本方法； 7、掌握內標法、外標法等定量分析基本方法的原理和套用。 |
第四章原子吸收光譜法 | 1、掌握原子吸收光譜法的基本原理、特點、發展歷史和趨勢； 2、熟悉原子吸收線的寬度及其變寬原因； 3、掌握峰值吸收與原子濃度的關係； 4、了解原子吸收光譜儀的原理和基本構造； 5、掌握原子吸收光譜儀的各部分組成和作用； 6、了解光源燈的基本要求及其使用特點和原子化的過程及其使用特點； 7、掌握使用原子吸收光譜法進行分析中的主要干擾類型及其消除方法； 8、掌握原子吸收光譜法分析實驗的最佳化方法。 |
第五章紫外可見分光光度法 | 1、掌握紫外可見分光光度法的基本原理、特點和發展歷史； 2、影響紫外可見吸收光譜的因素； 3、掌握各類有機化合物紫外可見吸收光譜； 4、掌握無機化合物的紫外可見吸收光譜； 5、掌握無機化合物的紫外可見吸收光譜； 6、掌握光的吸收定律； 7、了解紫外-可見分光光度計分類、組成、結構和原理； 8、了解顯色反應、顯色條件的選擇、顯色劑的類型和影響顯色反應因素； 9、掌握紫外-可見吸收光譜分析法的定性分析方法及其套用； 10、掌握紫外-可見吸收光譜分析法的定量分析方法及其套用。 |
第六章紅外光譜分析法 | 1、掌握紅外吸收光譜的基本原理和特點； 2、掌握並理解紅外光譜中重要的術語； 3、掌握紅外光譜測定樣品的製備方法； 4、了解紅外吸收光譜的影響因素； 5、熟悉烴類化合物的特徵基團頻率； 6、熟悉羰基化合物的紅外特徵吸收； 7、熟悉羥基化合物和其他化合物的紅外特徵吸收； 8、掌握紅外光譜的譜圖分析方法。 |
第七章核磁共振波譜分析 | 1、掌握原子自旋、核磁共振現象的產生和條件； 2、掌握核磁共振與化學位移； 3、了解誘導效應、共軛效應和化學鍵的各向異性對化學位移的影響； 4、了解氫鍵、溶劑效應和化學交換效應對化學位移的影響； 5、掌握自旋偶合與自旋裂分的產生及影響因素； 6、掌握峰的裂分、化學等價與磁等價； 7、了解核磁共振譜儀的組成、構造和核磁實驗過程； 8、掌握氫譜譜圖的解析方法； 9、掌握碳譜的基本原理和解析方法。 |
第八章質譜分析法 | 1、了解質譜分析法的基本原理、結構組成、特點和發展歷史； 2、掌握質譜儀中離子源的分類、工作原理和特點； 3、掌握質譜儀中質量分析器的分類和工作原理； 4、掌握分子離子峰的產生和特點； 5、掌握EI源的斷裂機理； 6、了解同位素峰的產生和特點； 7、掌握烴類、醇、酚、醚、羰基、含氮或鹵素等質譜特徵； 8、掌握質譜譜圖解析方法； |
第九章電化學分析法 | 1、掌握電化學分析法的定義、分類、特點、常用術語和常用的電極種類； 2、掌握電位分析法的基本原理； 3、掌握離子選擇性電極的種類和原理； 4、了解離子選擇性電極的結構組成和套用； 5、掌握離子選擇性電極的特性和電極選擇係數； 6、掌握直接電位法的基本原理和套用； 7、掌握電位滴定分析法的基本原理和套用。 |
第十章色譜分析法 | 1、了解色譜分析法的基本原理、分類、特點和相關術語； 2、掌握色譜塔板理論和速率理論； 3、掌握分離度的概念並理解其含義； 4、掌握色譜分析的定性定量方法； 5、掌握氣相色譜的基本結構和工作原理； 6、掌握氣相色譜儀器各部分的組成和作用； 7、了解氣相色譜法操作條件的選擇及其套用； 8、掌握高效液相色譜的特點及基本原理； 9、掌握液相色譜儀器各部分的組成和作用； 10、了解常用檢測器的原理與適用範圍。 |
學習預備
預備知識
學習儀器分析課程需要預修無機化學、化學分析、有機化學、物理化學、高等數學、普通物理、儀器分析實驗等課程。
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《儀器分析（第三版）》 | 董慧茹 | 2016年 | |
《Principles of Instrumental Analysis（Sixth Edition）》 | Douglas A.Skoog、F.James Holler、Stanley R. Crouch | 2006年 | ThomsonBrooks/Cole |
（註：表格內容參考資料）
所獲榮譽
2007年12月17日，儀器分析課程被中華人民共和國教育部認定為“雙語教學示範課程”。
2009年10月17日，儀器分析課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品課程”。
2013年12月20日，儀器分析課程被中華人民共和國教育部認定為“第三批國家級精品資源共享課”。
2019年，儀器分析課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
2020年11月24日，儀器分析課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
教師簡介
楊屹，北京化工大學化學學院教授，承擔儀器分析、分離科學與技術等課程教學工作。
杜振霞，北京化工大學化學學院教授，從事食品中農藥、 獸藥殘留及添加劑的檢測及相關技術等領域研究工作。
蘇萍，北京化工大學化學學院講師，從事天然物質分離分析、色譜分析、免疫分析等領域研究工作。
胡高飛，北京化工大學化學學院副教授，從事磁共振造影劑及磁共振成像、螢光納米感測及成像等領域研究工作。
呂超，北京化工大學化學學院教授，承擔儀器分析可靠性判斷、儀器分析等課程教學工作。
張麗娟，北京化工大學化學學院副教授，承擔化學分析、儀器分析、波譜分析、科技英語等課程教學工作。
魏芸，北京化工大學化學學院教授，從事分離方法學研究-逆流色譜技術及液相色譜技術等領域研究工作。
宋佳一，北京化工大學化學學院講師，從事生物大分子固定化、樣品前處理和天然物質分離分析等領域研究工作。
