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化学分析

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化学分析


利用物质的化学反应为基础的分析,称为化学分析。化学分析历史悠久,是分析化学的基础,又称为经典分析。化学分析是绝对定量的,根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系,通过计算得待测组分的量。而另一重要的分析方法仪器分析(instrument analysis)是相对定量,根据标准工作曲线,估计出来。


分析化学是大学本科的主干基础课,包括“定量化学分析”理论课、定性化学分析,基本化学实验课和“仪器分析”理论课、实验课。授课对象为化学类专业和生物、医学、地学类专业的本科生。分析化学有很强的实用性,同时又有严密、系统的理论,是理论与实际密切结合的学科。学习分析化学有利于培养学生严谨的科学态度和实事求是的作风,使学生初步掌握科学研究的技能并初步具备科学研究的综合素质。分析化学涉及的内容十分广泛,发展非常迅速。在讲授基本理论的同时,尽量穿插一些运用基础理论解决实际问题的例子,包括药物、环境、生物等各个领域中分析化学的新进展,新成果。保持化学分析理论的系统性并不断充实新内容,保持仪器分析内容的相对稳定性并及时融进新发展、新技术,将经典分析化学与现代分析化学融合在一起。


研究历史


在19世纪无机化学知识逐渐系统化的时候,贝里采乌斯(Jöns Jakob Berzelius)分析天平的发明和使用,使测量得到的实验数据更加接近真实值,这样任何一个定律都有一个确凿的事实证明。贝里采乌斯把测定原子量的很多新方法,新试剂,新仪器引用到分析化学中来,使定量分析精确度达到了一个新的高度。而后来人们都尊称他为分析化学之父。

 

在定性分析方面,1829年德国化学家罗斯(Hoinrich Rose)编写了一本《分析化学教程》,首次提出了系统定性分析方法,这与目前通用的分析方法已经基本相同了。而到18世纪末,酸碱滴定的各种形式和原则也基本确定。而对于分析化学的一个重要部分光谱分析,则是从牛顿开始的,牛顿从1666年开始研究光谱,并于1672年发表了他第一篇论文《光和色的新理论》。


分类

 

化学分析根据其操作方法的不同,可将其分为滴定分析(titrimetry)和重量分析(gravimetry)。


滴定分析

 

根据滴定所消耗标准溶液的浓度和体积以及被测物质与标准溶液所进行的化学反应计量关系,求出被测物质的含量,这种分析被称为滴定分析,也叫容量分析(volumetry)。利用溶液四大平衡:酸碱(电离)平衡、氧化还原平衡、络合(配位)平衡、沉淀溶解平衡。

 

滴定分析根据其反应类型的不同,可将其分为:

 

1、酸碱滴定法:测各类酸碱的酸碱度和酸碱的含量;

 

2、氧化还原滴定法:测具有氧化还原性的物质;

 

3、络合滴定法:测金属离子的含量;

 

4、沉淀滴定法:测卤素和银。


重量分析

 

通过适当的方法如沉淀、挥发、电解等使待测组分转化为另一种纯的、化学组成的固定的化合物而与样品中其他组分得以分离,然后称其质量,根据称得到的质量计算待测组分的含量,这样的分析方法称为重量分析法。重量分析法适用于待测组分含量大于1%的常量分析,其特点是准确度高,因此此法常被用于仲裁分析,但操作麻烦、费时。[1] 

 

重量分析的基本操作包括: 样品溶解、沉淀、过滤、洗涤、烘干和灼烧等步骤。

 

1、样品的溶解

 

溶解或分解试样的方法,取决于试样以及待测组分的性质,应确保待测组分全部溶解。在溶解过程中,待测组分不得损失(包括氧化还原)加人的试剂不干扰以后的分析。

 

2、试样的沉淀

 

重量分析对沉淀的要求是尽可能地完全和纯净,为了达到这个要求,应按照沉淀的不同类型选择不同的沉淀条件,如加人试剂的次序、加人试剂的量和浓度,试剂加人速度,沉淀时溶液的体积、温度、沉淀陈化的时间等。必须按规定的操作手续进行,否则会产生严重的误差。

 

3、过滤和洗涤技术

 

过滤的目的是将沉淀从母液中分离出来,使其与过量的沉淀剂、共存组分或其他杂质分开,并通过洗涤获得纯净的沉淀。对于需要灼烧的沉淀,常用滤纸过滤。对只需经过烘干即可称量的沉淀,则往往使用古氏坩埚过滤。过滤和洗涤必须一次完成,不能间断,整个操作过程中沉淀不得损失。

 

相关扩展


仪器分析方法:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法称物理和物理化学分析法。这类方法都需要较特殊的仪器,通常称为仪器分析方法。最主要的仪器分析方法有以下几种:

 

1、光学分析法

 

根据物质的光学性质所建立的分析方法。主要包括:分子光谱法、分光分析法、分子荧光及磷光分析法;原子光谱法,如原子发射光谱法、原子吸收光谱法。

 

2、电化学分析法

 

根据物质的电化学性质所建立的分析方法。主要包括电位分析法、极谱和伏安分析法、电重量和库伦分析法、电导分析法。

 

3、色谱分析法

 

根据物质在两相(固定相和流动相)中吸附能力、分配系数或其他亲和作用的差异而建立的一种分离、测定方法。这种分析法最大的特点是集分离和测定于一体,是多组分物质高效、快速、灵敏的分析方法。主要包括气相色谱法、液相色谱法。


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