尚爽 謝睿

(1.石藥集團(tuán)歐意藥業(yè)有限公司,河北石家莊 050000;2.河北愛(ài)爾海泰制藥有限公司,河北石家莊 050035)

淺談分析化學(xué)中兩大重要分支
——化學(xué)分析和儀器分析

尚爽1謝睿2

(1.石藥集團(tuán)歐意藥業(yè)有限公司,河北石家莊 050000;2.河北愛(ài)爾海泰制藥有限公司,河北石家莊 050035)

化學(xué)分析和儀器分析在分析化學(xué)中起著至關(guān)重要的作用,文中著重從化學(xué)分析和儀器分析的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)、以及兩者之間的關(guān)系,進(jìn)行分析和闡述,使我們更加明了,更深刻的掌握和理解了兩大分析的使用方法和研究領(lǐng)域。更加確定儀器分析是不能替代化學(xué)分析的。

分析化學(xué) 化學(xué)分析 儀器分析

分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成的表征和測(cè)量的科學(xué)，主要任務(wù)是判定物質(zhì)的化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)以及測(cè)定有關(guān)成分的含量。包括化學(xué)分析和儀器分析。

化學(xué)分析是指利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。測(cè)定時(shí)要使用玻璃器皿、化學(xué)試劑、天平。

儀器分析是基于與物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)而建立起來(lái)的分析方法。這類(lèi)方法常常是測(cè)量熱、聲、光、電、磁等物理量而得到分析結(jié)果，而測(cè)量這些物理量，一般要使用比較特殊或復(fù)雜的儀器設(shè)備，故稱(chēng)為“儀器分析”。儀器分析不僅用于物質(zhì)的定量和定性分析，還可用于狀態(tài)分析、價(jià)態(tài)、結(jié)構(gòu)，微區(qū)和薄層分析，微量及超痕量分析等，是分析化學(xué)發(fā)展的方向。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分析化學(xué)在方法和技術(shù)方面都有了很大的改進(jìn)，尤其是新的儀器分析種類(lèi)連續(xù)出現(xiàn)，而且應(yīng)用逐步增多，所以是儀器分析在分析化學(xué)中所占的比重漸漸增加，且成為研究化學(xué)者所必需掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。

發(fā)展中的儀器分析，二十世紀(jì)四五十年代興起的材料學(xué)科，六七十年代發(fā)展起來(lái)的環(huán)境學(xué)科都促進(jìn)了分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，八十年代后，生命科學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)分析化學(xué)一次巨大的發(fā)展。儀器分析是分析化學(xué)的重要組成部分，也隨著不斷創(chuàng)新，不斷完善自己，為科技提供更專(zhuān)一，更快速，更靈敏，更精確，更簡(jiǎn)便的分析和研究方法。

在信息科技時(shí)代，儀器分析更有了新的發(fā)展。信息科學(xué)是通過(guò)采集信息和處理信息來(lái)完成的，電腦與分析儀器的配合，體現(xiàn)了分析儀器的智能化，增加了數(shù)據(jù)處理的速度。它使許多以前沒(méi)能實(shí)現(xiàn)的愿望，如實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化，圖譜快速檢索，繁雜的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)得于輕松的實(shí)現(xiàn)，采集和變換信息主要依靠各類(lèi)傳感器，這又促進(jìn)了儀器分析中傳感器的進(jìn)步，出來(lái)了光導(dǎo)纖維化學(xué)傳感器和各種生物傳感器。

為適應(yīng)現(xiàn)代高科技研究和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，儀器分析作為信息時(shí)代獲取、處理、傳輸信息鏈的源頭技術(shù)，其發(fā)展是必然的，而不是偶然的，如果沒(méi)有新的分析方法，分析技術(shù)及配套的全新的分析儀器，就不能更全面，更安全，更高，更靈敏的獲取生產(chǎn)、研究、社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域中全方位分析檢測(cè)信息，所謂的信息時(shí)代也無(wú)法談起。這是我們?cè)诳缡兰o(jì)將面臨的首要問(wèn)題，也是儀器分析新元器件，新技術(shù)，新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，高科技含量越來(lái)越大的原因。換一種說(shuō)法，就是為了適應(yīng)世界科技與產(chǎn)業(yè)，人類(lèi)社會(huì)發(fā)展巨大形勢(shì)要求而形成的，是儀器分析技術(shù)適應(yīng)大環(huán)境，大趨勢(shì)，大發(fā)展的結(jié)果。

顯而易見(jiàn)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展了，儀器分析會(huì)更多，更先進(jìn)，但最終儀器分析會(huì)不會(huì)取代化學(xué)分析呢，它們之間究竟又有哪些聯(lián)系和區(qū)別呢？

1 化學(xué)分析和儀器分析二者之間的相同點(diǎn)

(1)都可作為定性定量的分析方法，化學(xué)分析一般可用高含量和常量組分分析，準(zhǔn)確度較強(qiáng)，誤差小于千分之幾，大部分儀器分析相對(duì)誤差很大，一般為5%，無(wú)法使用于高含量和常量組分分析。(2)化學(xué)分析和儀器分析兩者之間的分析原理一致。

2 化學(xué)分析和儀器分析二者之間的不同點(diǎn)是

2.1 化學(xué)分析和儀器分析的適用范圍不同

化學(xué)分析主要適用于被測(cè)物含量在半微量或常量的成分，而儀器分析主要用于微量甚至是痕量成分的分析，化學(xué)分析的準(zhǔn)確度較好，但精密度較差，即是對(duì)常量或半微量成分可以準(zhǔn)確測(cè)出含量，但對(duì)于微量成分效果不好甚至不能夠檢驗(yàn)出，其誤差范圍很小，要求控制在+-0.1%范圍，儀器分析準(zhǔn)確度不好，但精密度非常好，可以定性或定量地測(cè)出微量成分，但誤差范圍很大，+-1%或更大。

例如，要檢測(cè)水中的某種有機(jī)污染物比如DDT，而這種物質(zhì)在水中含量極少，飲水中的含量上限又較低，化學(xué)分析精密度低而且沒(méi)有適合的方法，而此時(shí)用儀器分析就比較方便且結(jié)果可以達(dá)到要求。

2.2 化學(xué)分析和儀器分析學(xué)習(xí)掌握的目標(biāo)不同

化學(xué)分析掌握的主要內(nèi)容為：四大滴定分析法、重量分析法、數(shù)據(jù)處理和誤差分析法。研究化學(xué)分析要掌握其原理和測(cè)定方法，建立起嚴(yán)格的量的概念，能夠運(yùn)用化學(xué)平衡的原理，處理和解決各種滴定分析的基本問(wèn)題，包括滴定誤差、滴定曲線(xiàn)、滴定突躍和滴定終點(diǎn)的分析，學(xué)會(huì)重量分析法分析化學(xué)中的數(shù)據(jù)處理和誤差處理。

儀器分析涉及的研究方法是根據(jù)物質(zhì)的熱、電、聲、磁、光等物理和化學(xué)特性對(duì)物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)、信息進(jìn)行表征和測(cè)量，學(xué)會(huì)儀器分析運(yùn)用的現(xiàn)代分析技術(shù)，緊緊掌握各類(lèi)儀器分析方法的原理和知識(shí)，對(duì)各種儀器分析方法的應(yīng)用對(duì)象及分析過(guò)程要有初步的認(rèn)識(shí)和了解?？梢愿鶕?jù)樣品性質(zhì)，分析對(duì)象選擇最為合適的分析儀器及分析方法。

3 在這兩大重要分支中,相對(duì)于化學(xué)分析儀器分析有以下特點(diǎn)

(1)靈敏度高，檢出限量可降低。(2)選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過(guò)選擇或調(diào)整測(cè)定的條件，使共存的組分測(cè)定時(shí)，相互間不產(chǎn)生干擾。(3)操作簡(jiǎn)便，分析速度快，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析比較) (4)相對(duì)誤差較大?；瘜W(xué)分析一般可用于常量和高含量成分分析，準(zhǔn)確度較高，誤差小于千分之幾。多數(shù)儀器分析相對(duì)誤差較大，一般為5%，不適用于常量和高含量成分分析。(5)儀器分析需要價(jià)格比較昂貴的專(zhuān)用儀器。

4 儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系

二者之間并不是孤立的，區(qū)別也不是絕對(duì)的嚴(yán)格的。

(1)儀器分析方法是在化學(xué)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，許多儀器分析方法中的式樣處理涉及到化學(xué)分析方法，同時(shí)儀器分析方法大多都是相對(duì)的分析方法，要用標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)校對(duì)，而標(biāo)準(zhǔn)溶液大多需要用化學(xué)分析方法來(lái)標(biāo)定等。(2)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)分析方法也逐步實(shí)現(xiàn)儀器化和自動(dòng)化以及使用復(fù)雜的儀器設(shè)備。與一般化學(xué)分析相比儀器復(fù)雜昂貴，技術(shù)要求高，但操作迅速，靈敏度和準(zhǔn)確度較高，適用于試樣眾多或微量痕量物質(zhì)的分析，儀器分析需要化學(xué)分析的校正，再造價(jià)方面化學(xué)分析有他的優(yōu)勢(shì)，儀器分析是代替不了化學(xué)分析的，而化學(xué)分析有它自己的應(yīng)用領(lǐng)域，不太可能被取代，總之，化學(xué)方法和儀器方法是相輔相成的，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，取長(zhǎng)補(bǔ)短，互相配合，化學(xué)分析和儀器分析是分析化學(xué)中的兩大重要分支，兩者缺一不可，互為補(bǔ)充。

[1]《分析化學(xué)》高等教育出版社.

[2]http://www.yau.edu.cn/fxhx/yqdzja/1.doc.