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分析化学

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分析化学是研究鉴定物质的组成、状态、结构和研究测定有关组成成分含量的方法和原理的科学,它是化学学科的一个重要分支。分析化学不仅在化学学科本身的发展上,而且在与化学有关的各个领域中,都起着重要的作用。可以说,人类任何涉及化学现象的实践活动都离不开分析化学。现在,已经发展了许许多多不同的分析方法,可以根据分析任务、分析对象、分析的依据、分析要求和试样用量等将这些分析方法进行分类。
根据分析任务可以分为定性分析、定量分析和结构分析。定性分析的任务是鉴定物质由哪些元素、原子团、官能团或化合物组成;定量分析的任务是测定物质中有关组分的含量;结构分析的任务是研究物质的分子结构或晶体结构。
(1)根据分析对象可以分为无机分析和有机分析;无机分析的对象是无机物,有机分析的对象是有机物。在无机分析中,通常要求鉴定试样是由哪些元素、离子、原子团或化合物组成,测定各成分的百分含量,有时也要作晶体结构的测定;在有机分析中,不仅要求鉴定组成元素,更重要的是要进行官能团的分析和结构分析。
(2)根据分析时依据的是物质的物理性质还是化学性质可以分为仪器分析和化学分析。根据具体要求的不同,可以分为例行分析、快速分析和仲裁分析。例行分析是指一般化验室日常生产中的分析,又叫常规分析;快速分析是例行分析的一种,主要用于生产过程的控制,要求在尽量短的时间内报出结果,分析误差一般允许较大;仲裁分析是不同单位对分析结果有争论时,要求有关单位用指定的方法进行准确的分析,以判断原分析结果的准确性。
(3)按试样的用量,一般可分为常量(>0.1g)、半微量(0.01~0.1g)和微量(1~10mg)分析。
(4)在无机定性化学分析中,一般采用半微量法,而在定量化学分析中,常采用常量分析法。依所分析的组分在样品中的相对含量又粗略地分为常量组分分析(>1%)、微量组分分析(0.01~1%)和痕量组分分析(<0.01%)。许多复杂混合物和一些物质中的微量或痕量组分的分析,需要进行分离和富集。这就产生了一系列分离技术,例如萃取、蒸馏、离子交换、色谱、沉淀和浮选分离等,这些分离技术是分析化学中不可分割的一部分。
【环境分析化学】
环境分析化学简称环境分析,是研究环境中污染物的种类、成分以及如何对环境中化学污染物进行定性分析和定量分析的一门学科。它是环境化学的一个分支。
环境分析化学是在解决环境问题时产生、发展和完善的。20世纪50年代,日本发生的公害病曾惊动世界。为了寻找痛痛病的病因,经历了11年之久。后来,环境分析化学工作者用光谱检查出病区的河水中含有铅、镉、砷等有害无素,继而用元素追踪的手段,分析病区的土壤和粮食,发现铅、镉等含量偏高。以后又进一步对痛痛病患者的尸骨进行光谱定量分析,骨灰中的锌、铅、镉含量高得惊人。为了确定致病因子,又以锌、铅、镉分别掺入饲料喂养动物,在动物身上进行元素追踪分析,证实了镉对骨质的严重危害性,揭开了痛痛病的病因。现代科学的发展,特别是近代化学、物理、数学、电子学、生物学的发展,以及准确、可靠、灵敏、选择性强、快速、简便环境污染分析技术和自动化仪器的出现,导致环境分析化学日臻成熟。环境分析化学现在已渗透到整个环境科学的各个领域,它是获得环境质量信息的最有效手段。
环境分析化学研究的对象相当复杂,包括大气、水体、土壤、底泥、矿物、废渣、动物、植物、食品、人体组织等。环境分析化学所测定的污染元素或化合物的含量很低,其绝对含量往往在10-6~10-12克的水平。
环境分析化学的分析技术正在向连续自动化、计算机化、多种方法和仪器的联合使用方向发展。目前所采用的自动分析方法有比色分析、离子选择性电极、x射线荧光光谱、原子吸收光谱、极谱、气相色谱、液相色谱、流动注射分析等。激光作为分析化学的光源技术已经得到应用,由于激光分析具有高分辨率、高灵敏度、长距离、短时间等特点,激光技术对环境分析化学的发展将起着关键性的作用。
随着环境科学研究向纵深发展,环境分析化学经常要作痕量级和超痕量级的检测分析,因此,对灵敏度高、选择性好、快速的痕量和超痕量分析方法的研究,是环境分析化学今后发展的主要方向。
【定性分析化学】
定性分析化学是确定试样含有的元素或原子团成份的科学。分析化学的分支学科。其研究目的是判明研究对象 (试样) 的化学组成。
定性分析化学研究的主要内容是:
① 对试样进行分别分析。即取一部分试样,利用专属反应检出任何一个欲检出成分。
② 对试样进行系统分析。即依次应用几个选择性反应,使离子逐步分离出来,然后再对每组进行分离,直到分成仅有的一种物质,最后采取确证反应来证实该种物质。最有名的阳离子系统分析就是H2S系统法。近年来由于选进仪器的运用,定性分析同变量分析一样迅速发展起来,亦成为分析化学的重要方向。
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