儀器分析和化學(xué)分析的差異性研究

祁盛恒(東莞市大成環(huán)境檢測(cè)有限公司,廣東 東莞 523000)

儀器分析和化學(xué)分析的差異性研究

祁盛恒(東莞市大成環(huán)境檢測(cè)有限公司,廣東 東莞 523000)

儀器分析和化學(xué)分析是分析化學(xué)中常用的兩種技術(shù)，該分析方法主要用于分析物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)等等，在生活中的應(yīng)用范圍非常廣泛，比如食品檢測(cè)、新材料研發(fā)等等。其中儀器分析是現(xiàn)代較為常用的一種分析化學(xué)技術(shù)，主要依靠各種先進(jìn)儀器對(duì)物質(zhì)的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)等信息進(jìn)行分析，而化學(xué)分析主要依靠人工進(jìn)行分析，兩種方法各有優(yōu)勢(shì)，且存在較為明顯的差異性。

分析化學(xué)；儀器分析；化學(xué)分析；關(guān)聯(lián)性；差異性

化學(xué)分析是分析化學(xué)中較為原始的辦法，起源比較早，歷史較為悠久，主要是依靠化學(xué)反應(yīng)觀察分析物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多先進(jìn)的分析儀器被研發(fā)出來(lái)，所以現(xiàn)代多用儀器分析對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，分析效率高、速度快，且使用較為便捷，但至今為止，儀器分析始終未能完全替代化學(xué)分析，其原因就在于二者之間的差異。在下文當(dāng)中，筆者將對(duì)儀器分析和化學(xué)分析的差異進(jìn)行分析，以便更加高效的利用這兩種分析辦法服務(wù)于我們的生活。

1 儀器分析與化學(xué)分析的原理解釋

1.1 化學(xué)分析原理闡述

不同的物質(zhì)由不同的化學(xué)元素構(gòu)成，且構(gòu)成方式也各有差異，化學(xué)分析就是利用了這一特點(diǎn)，將物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)作為物質(zhì)分析的基本原理?；瘜W(xué)分析是一種較為原始的分析辦法，建立在物質(zhì)本身化學(xué)構(gòu)成的基礎(chǔ)之上，通過(guò)觀察物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)確定物質(zhì)中所包含的化學(xué)成分，并以化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)元素的相對(duì)含量判斷各類化學(xué)物質(zhì)的相對(duì)數(shù)量。化學(xué)分析要求能夠讓物質(zhì)全面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有這樣才能得出物質(zhì)的全部化學(xué)成分，因此在選擇化學(xué)反應(yīng)方式上有著較高的要求。

1.2 儀器分析

與化學(xué)分析相比，儀器分析則綜合利用了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，儀器分析中，物質(zhì)的很多化學(xué)組成幾乎可以直接觀察出來(lái)，無(wú)需進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。儀器分析常用的分析技術(shù)包括熱磁技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)以及聲學(xué)分析。該分析辦法使用和操作都比較簡(jiǎn)單，所得出的結(jié)果比較直接，幾乎無(wú)需復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，而且準(zhǔn)確度較高，但其缺陷在礙于對(duì)于物質(zhì)的微量和痕量分析準(zhǔn)確度還有待提高。

2 化學(xué)分析和儀器分析相同點(diǎn)分析

化學(xué)分析和儀器分析所達(dá)到的效果和目的幾乎是一樣的，兩種辦法都可以完成對(duì)物質(zhì)分析化學(xué)成分的定性和定量，也就是能夠得出物質(zhì)所含的化學(xué)成分和成本數(shù)量。但是化學(xué)分析能夠檢測(cè)并分析出物質(zhì)中的微量和痕量，精密度非常高，分析較為全面；但是儀器分析一般只能檢測(cè)出物質(zhì)中的常量，對(duì)于微量、痕量的檢測(cè)率比較低，因此該方式一般用于一般的物質(zhì)分析，對(duì)于分析要求較高的，仍舊需要結(jié)合化學(xué)分析進(jìn)行。

3 化學(xué)分析和儀器分析間的差異性分析

3.1 二者在概念上的差異性

化學(xué)分析和儀器分析在分析化學(xué)中的概念具有一定的差異。首先來(lái)說(shuō)，儀器分析是建立在物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)之上，所用分析用具為專業(yè)儀器和專業(yè)設(shè)備，以檢測(cè)物質(zhì)的光、熱、聲、電指標(biāo)確定物質(zhì)的化學(xué)構(gòu)成，在分析過(guò)程中，所得出物質(zhì)的化學(xué)成本和含量是共同進(jìn)行的。而化學(xué)分析則是建立在物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)之上，利用這種化學(xué)試劑與物質(zhì)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)分析物質(zhì)的化學(xué)成分，分析器具為常用的天平、燒杯、酒精燈等常見(jiàn)的化學(xué)試驗(yàn)器具，且化學(xué)分析中，物質(zhì)的化學(xué)定性和定量是兩個(gè)分離的過(guò)程。

3.2 二者在使用層面上的差異

上文提到，化學(xué)分析和儀器分析的精密度和準(zhǔn)確度存在較大的差異，化學(xué)分析的準(zhǔn)確度能夠平穩(wěn)的控制在1‰～2‰左右，誤差比較小，更加貼近物質(zhì)實(shí)際的化學(xué)成分和化學(xué)定量，能夠被用于具有較高要求的物質(zhì)檢測(cè)，所用層面比較高端，例如新材料開(kāi)發(fā)、化學(xué)研究、科研工作、刑偵檢查等等；但是儀器分析的精確度基本只能控制在1%～5%左右，一般被用于常規(guī)的物質(zhì)化學(xué)分析，但其靈敏度以及對(duì)物質(zhì)常量檢測(cè)的精度非常高，也有被用于檢測(cè)物質(zhì)痕量和微量，比如采用毛細(xì)管氣相色譜法檢測(cè)水中的痕量有機(jī)污染物 DDT。

3.3 二者對(duì)操作人員的素質(zhì)和技能要求具有差異

由于化學(xué)分析和儀器分析的操作原理、使用方法不同，導(dǎo)致這兩種分析方法對(duì)于操作者的素質(zhì)和技能要求也各有差異。其中，化學(xué)差異要求操作者能夠熟悉化學(xué)反應(yīng)與平衡的相關(guān)知識(shí)，對(duì)物質(zhì)中的化學(xué)“定量”有一個(gè)深切的掌握，且能夠熟悉各種化學(xué)試劑以及物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)、流程等。

但是儀器分析則是建立在物質(zhì)的光、聲、熱、點(diǎn)等特點(diǎn)之上，對(duì)物質(zhì)的化學(xué)成分和含量進(jìn)行分析，所用器具也都是精密的專業(yè)儀器和設(shè)備，這就要求操作者擁有全面的電化學(xué)、熱化學(xué)、聲學(xué)一級(jí)光化學(xué)等知識(shí)，且能夠熟練的調(diào)試和操作各種儀器，了解儀器的使用范圍和使用性質(zhì)，盡量使監(jiān)測(cè)結(jié)果更加的準(zhǔn)確。

4 化學(xué)分析和儀器分析的關(guān)聯(lián)性分析

材料科學(xué)、信息技術(shù)以及生命科學(xué)等相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了儀器分析技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，隨著技術(shù)的發(fā)展，儀器分析所用的專業(yè)儀器和設(shè)備，其精度會(huì)不斷提升，直至能夠通過(guò)儀器直接檢測(cè)出物質(zhì)的痕量和微量，但是即便如此，未來(lái)儀器分析也不可能完全替代化學(xué)分析，二者對(duì)于分析化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的價(jià)值和作用是無(wú)法復(fù)制的，而且其對(duì)于領(lǐng)域發(fā)展的貢獻(xiàn)也會(huì)越來(lái)越大。這主要因?yàn)榛瘜W(xué)分析和儀器分析具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。其關(guān)聯(lián)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1 化學(xué)分析是儀器分析的基礎(chǔ)

大量的儀器分析是在化學(xué)分析應(yīng)用和發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，儀器分析將參與化學(xué)分析過(guò)程。例如，儀器分析將依賴于樣品處理和溶液校準(zhǔn)中的化學(xué)分析方法?？梢哉f(shuō)，儀器分析是能夠完全脫離化學(xué)分析獨(dú)立進(jìn)行的，必須依靠一定的基礎(chǔ)性化學(xué)分析對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理之后，才能夠使用儀器準(zhǔn)確分析物質(zhì)的化學(xué)成本和含量。

4.2 儀器分析與化學(xué)分析優(yōu)勢(shì)互比

雖然儀器分析比化學(xué)分析更敏感，具有高性能和快速分析等優(yōu)點(diǎn)。但化學(xué)分析誤差小。因此，作為分析化學(xué)的兩個(gè)分支，這兩種分析方式目前還沒(méi)有被不同的測(cè)量任務(wù)和測(cè)量要求明顯分開(kāi)，在使用層面上仍然具有共同性。

4.3 化學(xué)分析用于矯正儀器分析的結(jié)果

儀器分析效率高、速度快，但是精度卻比化學(xué)分析低出很多，尤其是在分析物質(zhì)微量和衡量方面，雖然儀器分析在這兩個(gè)層面有所應(yīng)用的，但為了使得分析結(jié)果更加的準(zhǔn)確，還需要使用化學(xué)分析對(duì)其分析結(jié)果進(jìn)行復(fù)核校驗(yàn)。另外，技術(shù)發(fā)展也是的化學(xué)分析對(duì)各種儀器的依賴度越來(lái)越高，可以看出，化學(xué)分析已經(jīng)逐步趨于儀器化分析方向發(fā)展，未來(lái)，化學(xué)分析或?qū)⑴c儀器分析融合為一種分析方法。

總而言之，化學(xué)分析和儀器分析在具體分析材料、分析環(huán)境、分析任務(wù)下，應(yīng)當(dāng)明確各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)、差異和關(guān)聯(lián)性，合理選擇分析方法，以準(zhǔn)確分析、降低分析成本為原則，考慮使用單一的分析技術(shù)還是結(jié)合兩種分析技術(shù)共同進(jìn)行。 化學(xué)分析和儀器分析之間短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被任意一方所取代，只有將兩者充分結(jié)合使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以具體的物質(zhì)研究情況統(tǒng)籌考慮，才能使得測(cè)定和分析的目標(biāo)更加準(zhǔn)確，效果也更為明顯，更具有分析價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)分析與儀器分析雖具有一定的差異性，但是二者間的關(guān)聯(lián)性也是不容忽視的，作為分析化學(xué)的重要領(lǐng)域，二者完全可以實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的分析任務(wù)確定分析方法。隨著科學(xué)的發(fā)展，兩種分析方法有望融合統(tǒng)一。

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