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化合物的核磁共振谱图峰的数目表示分子中带有磁矩的质子有多少种，峰的强度（面积）即代表每类质子的相对数目，基于此，核磁共振波谱仪不仅能用于结构的分析，同样可用于定量分析。
用NMR进行定量分析不需要引进任何校正因子或绘制工作曲线，且可以用于多组分混合物分析、多元素（如H、F）的分析、有机物中活泼氢及重氢试剂的分析等。对于元素分析而言，若仪器的积分装置精密度较高，则氢含量的测定甚至比元素分析（燃烧法）更为精确，又可以全部回收样品。NMR定量分析的方法分为内标法和外标法，内标法准确性更好，操作更方便。用这两种方法也可以间接求出物质的分子量。混合物的定量分析更是广泛应用到各个领域，如最早的药物APC药剂中阿斯匹灵、非那西汀、咖啡因的含量分析，有机合成中复杂产物和副产物的组成分析等等。
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