一、什么是分析化学
分析化学的主要任务有二:定性分析,也就是确定物质的有无;定量分析,也就是确定
物质的量。以分析方法论,分析化学又分为化学分析与仪器分析。也就是说,分析化学分为
定性化学分析、定量化学分析、定性仪器分析、定量仪器分析。随着科学的进步,定性化学
分析已经被淘汰,只作为中学对学生启蒙时才做介绍。定量化学分析虽然准确,但应用局限性大、操作复杂,也不再是研究的重点。当前分析化学的研究都几种在仪器分析。不过在企事业单位的实际应用中,还能看到化学分析的影子。特别是在国家标准中,量值溯源的起始
必须依靠定量化学分析方法。
分析化学不像合成的研究那么让人兴奋,也不像量子化学那么神秘,它只是将化学从现象联系到数字的一个桥梁,但它却是化学研究中比不可少的工具。
二、关于分析化学的几个误区
1.分析化学没有用。这是很多搞合成的人对分析化学的极大误解,包括南开大学某院士也一直认为分析化学的研究没什么用。但无论是化学从技术到科学,还是从化学变化宏观规律到微观本质的飞跃,都有分析化学的身影。说大点,分析化学推进了化学研究向真理前进的步伐。
2.分析化学是万能的。这是对分析化学误解的另一个极端。任何事物都有局限性,分析化学
也一样。受限于物理学的研究,对物质的分析结果必然是不准确的。当前分析化学工作者的
主要任务也就是减小这种不准确,扩大分析化学的应用范围。
3.分析结果说某种物质有,那么它就必然存在。这是很多人对定性结果的误解。在实际工作中,样品分析结果的干扰因素非常多,特别是复杂样品,假阳性的出现一点不比假阴性少。
因而在特殊场合,多种方法相互对照是必须的。
三、如何正确理解分析化学
1.在进行物质分析是必须明确分析结果。分析化学不是单一的研究方向,主要分为光谱、电化学、色谱、质谱、联用技术、其他方法等各种方向,每种方向在细分又有多种分支,即便
是同一大类也可能涉及不同的原理。目前没有任何方法是万能的,比如质谱法在定性分析中有着重要的应用,但质谱法对于很多手性物质的拆分基本没有办法。因而必须针对所需的目的选择合适的方法才能得到最满意的结果。另外很多高端方法得到的结果精度会很高,但对于实际要求来说不一定会用到这么好的结果,所以是不经济的。比如任何金属都可通过ICP质谱得到准确的定量、定性结果,但如果只是想知道某种常量金属有没有,可能采用最简单
的焰色反应就足够了。因此不能在进行分析之前必须明确想要什么。
2.明确分析目的后需要选择合适的方法。尺有所长、寸有所短。有机物与无机物分析用到的
方法不同,同一种物质常量与微量、痕量用到的方法也不同。因此在选择方法时可以先选择
一种经济又简便的方法,比如色谱法、化学分析等简单了解成分,再进一步选择合适的方法
。
3.不要忽视前处理。如前所述,进行分析时干扰因素非常多,即便是专业的分析人员也可能会忽略某些干扰因素。因此在进行方法设计时要尽可能的多考虑干扰。简单样品分析结果永远比复杂样品的分析结果准确,因此一定不能忽略样品的前处理,磨刀不误砍柴工。
4.分析结果要进行验证。由于人员操作、方法设计、仪器误差等因素影响,分析结果必然是
存在误差的。因此要得到准确的测量结果,要尽可能选择两种或以上不同原理的分析方法进行相互验证,才能得到更准确的结果。如果比对结果存在偏差,那么一定要倒推分析步骤,
从几种方法操作上的差异找出失误。
5.分析结果的精密度是准确度的保证。即便使用正确的方法、调整良好的仪器、有熟练的人员操作,分析结果还是会存在误差的,因而在进行分析时一定要重复测量。测量结果要符合一定的统计学规律。只有保证测量结果具有一定的精密度才能保证准确度,否则只是撞大运。
四、分析化学的几个有趣常识
1.定量分析定的是物质的量而不是浓度。虽然很多仪器给出的结果是浓度,但实际上除了电化学方法、光谱法等少数方法外,仪器直接得到的结果都是物质的量。特别是色谱法,峰面积永远是与进入检测器的物质的量成正比。计算机给出的浓度结果实际上都是经过了数学处理。
2.相比化学,分析化学更像物理。除了质谱、伏安法等少数方法,在分析的过程中基本上是
不涉及化学变化的,产生信号的原理也都是物理的,所以分析化学与物理学更贴近。分析化学的发展受制于物理学的发展。
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