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[分享] 化学方向的研究生,应该掌握哪一些仪器的使用?

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发表于 2025-3-2 19:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2025-3-2 19:55 | 显示全部楼层
我本人是有机化学专业的,就说一些基础化学和有机化学需要用到的仪器。
首先声明:问题没有详细描述“仪器”的范畴,所以我在这里主要讨论“分析仪器”,而“实验仪器”则在后面略加补充。分析仪器的范畴大致可以分为两种:光谱和色谱。
基础化学部分,如果只说知识,你需要了解四大光谱(紫外可见吸收,红外,核磁以及质谱),但是操作的话会操作紫外可见就可以了。此外可能还会学到原子吸收、原子发射以及荧光的操作,但这些并不常用。色谱方面,气相色谱(GC),高效液相色谱(HPLC)是应该会学到的基础的色谱,其中气相色谱是应该掌握的东西。至于其他的仪器(如元素分析仪,循环伏安法等)了解学习的越多越好。
有机化学部分,首先需要学会的(而且必须学会的)是核磁。核磁是有机化学研究人员的眼睛,可以说95%以上的有机化合物可以通过各类核磁谱图(1H,13C,19F,DEPT90和135,H-HCOSY等二维谱图)判断出化学结构。在此基础上还需要学会的是质谱(包括LRMS和HRMS)仪器的使用,这是确定一个化合物元素构成的重要仪器。除此之外需要用到的是红外光谱(IR),以判断化合物中存在的官能团。如果你还从事光化学的研究,还需要用到紫外可见(UV)和荧光(FI),这两个一个用来测定化合物的吸收波长范围,一个是荧光淬灭实验的必备仪器。除此之外,x光衍射也是一类必不可少的仪器,它在络合物分析、物质的绝对构型判定(比如说手性中心的确定和天然分子中间体结构的判定)中甚至会起到连核磁都无法比拟的作用。如果你的方向涉及自由基反应,你还会用到电子顺磁共振波普仪(EPR),可以用于判断自由基在反应中的行为。色谱方面,需要用到的主要是气相色谱(GC)或气相色谱-质谱连用(GC-MS)(个人认为气相色谱没有质谱连用,就少了至少七成的效率),这对于你判断反应中的不同成分有非常大的帮助(甚至有时比核磁还有用)。如果你从事手性化合物的研究,你一定要用到的是高效液相色谱(HPLC),这在手性化合物的拆分中必不可少。除此之外还有很多有用的色谱仪器,比如说有其他答主提到的气液色谱连用(GC-HPLC),可以用于多组分化合物的光学拆分;制备色谱(PC,包括液相和气相,但是有机化学中主要用液相制备色谱),用于分离某些用柱层析法难以获得的纯净化合物,等等等等。其他仪器不一而足,比如旋光仪(测定物质的旋光度,但是随着高效液相色谱的普及,通过旋光来测定手性似乎已经过时很久了),熔点仪等等。
当然了,如果说到实验仪器,你还需要学会最常用的旋转蒸发仪(用于除去反应体系中的溶剂),手套箱(用于完成比较严格的无水无氧反应),离心机(用于在悬浊液或不溶体系中分离固体和液体)以及反应釜(完成高温高压反应)等。
在这里说明的是,进行试验所涉及的仪器有时会跨界使用。比如我曾见过一个女生在化合物无法进行单晶培养(也就是不能用X光确定绝对构型)的情况下使用圆二色谱法确定了物质的构型。所以最重要的还是在于培养自己的学习能力,快速并精确的学会仪器的使用是提高实验效率的好方法。
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发表于 2025-3-2 19:56 | 显示全部楼层
也要看你学的哪个方向
比如物理化学和有机化学还是有很多差别的
但常规的有如下
离心机,超声机,烘箱,摇床,这些是自己实验室有的
荧光,红外,紫外,电镜,粒径,电位,元素分析等公共仪器需要掌握
还有液相,电化学工作站等,和专业方向有关,小有不同。
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发表于 2025-3-2 19:57 | 显示全部楼层
这.....范围太宽
大点说,不同小专业都不一样,有机、无极、物化、分析、生化用到的仪器都有差异
小点说,不同方向的都不一样,甚至要用到物理的、生物的、医药的等等检测或实验仪器(比如你做有机医疗类,你还得养小白鼠解剖呢;你是做光化学的你还得测寿命呢;你是做化学器件的你还得做表征呢……)
但是,大体而言,常见的光谱、色谱、检测仪器还是要知道的,总之,做什么方向学什么仪器吧,啊哈哈哈哈(毕竟几个月不用就会忘,那就要用啥学啥,免得白学了)
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发表于 2025-3-2 19:57 | 显示全部楼层
基本操作仪器(有机反应装置的搭建,水热釜,手套箱等使用)
分析仪器(四大谱,电镜,热分析等等)
仪器的使用目前已经属于傻瓜式操作,很多仪器都配有自动进样装置,操作方面在使用前和管理仪器的老师沟通即可。真正需要提前了解的是各种分析仪器的测试原理,应用范围,能测试出样品的哪些性能。这样可以在研究的过程中自由地选择所需测试项目来完成自己的课题。
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发表于 2025-3-2 19:57 | 显示全部楼层
看你学什么方向了。
气液相色谱、红外紫外可见光谱是最基本的东西吧,是个人都会。
过柱子的加上核磁、质谱、拉曼,烧炉子的加上XRD、SEM、TEM、气体吸附,做计算模拟的肯定要会用Linux和几种常用软件。
其他方向就不清楚了,不过上面这三类已经占相当大比例了。
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