分析化學的任務和作用
發布時間：2017-09-01
分析化學是化學學科的一個重要組成部分，和其他科學一樣，它起源于人類的生產實踐。分析化學是研究物質化學組成、含量、結構的分析方法及有關理論的一門學科。隨著科學技術的發展，分析化學的內涵和外延也在不斷深入和擴展，分析化學逐漸從一門技術上升為一門科學，并發展延伸到分析化學信息學及現代分析化學。
一、分析化學的任務
分析化學主要分為定性分析和定量分析兩個部分，定性分析的任務是鑒定物質由哪些元素、離子或化合物組成，對有機物還需要確定其官能團及分子結構；定量分析的任務是測定物質各組成部分的含量。
在進行物質分析時，首先要按照國家標準或規定方法對固體、氣體、液體進行取樣和制樣，然后對無機樣品確定其組成(元素、離子或化合物)，對有機樣品還需確定其官能團、分子結構等，進行定性分析。最后，根據定性分析結果，依據樣品的性質，選擇適當的分析方法測定各組成的含量。在生產及檢測中，生產原料、半成品、產品及輔助材料的基本組成是已知的，只需要進行及時、準確的定量分析。因此，本書主要是對定量分析進行討論。
二、分析化學的作用
分析化學是研究物質組成及其含量的科學，任何科學領域的研究，只要涉及化學現象，常把分析化學作為一種手段而運用到研究工作中去，如歷史上定律、學說的創立、物質基本量的測定、物質組成的確定等；現代化學研究中，如蛋白質分子中不同氨基酸序列的推斷，超純半導體材料中含10。級雜質的測定等；在礦物學、材料科學、能源科學、環境科學、考古學、海洋科學中，都需要分析化學提供大量的信息，而各學科的發展相應地又促進了分析化學的迅速進步。
分析化學在國民經濟建設中具有重要的地位和作用。例如，在工業上，用于資源的探測、原料的配比、工藝流程的控制、產品的檢驗、“三廢”的處理；在農業上，用于土壤的普查、化肥和農藥的生產、農產品的質量檢驗；在國防建設方面，用于武器裝備的生產和研制、化學毒劑的檢查、原子能材料等。此外，進出口商品的質量檢驗、引進產品的“消化”和“吸收”，也需要分析化學。因此，分析化學常被稱為生產、科研的“眼睛”，它在實現我國工業、農業、國防和科學技術現代化的宏偉目標中起著重要的作用。
三、分析方法的分類
分析化學的分析方法很多，除按任務分為定性分析和定量分析外，還可按被測定對象、測定原理、試樣用量、被測組分含量以及生產檢測要求的不同，依據其他分類方法進行分類。
四、無機分析和有機分析
無機分析的對象是無機物，即對無機物樣品進行定性和定量的分析，通常是確定它們由哪些元素、離子、化合物組成及測定其各組成的含量。
有機分析的對象是有機化合物，即對有機化合物樣品進行定性和定量分析。在有機分析中，雖然有機化合物的組成元素種類不多，但是由于結構復雜、種類繁多，在分析中除元素分析外，還要進行官能團分析和結構分析以及某些物理常數的測定，以確定其組成及含量。
五、化學分析和儀器分析
1、化學分析
以物質的化學反應為基礎的分析方法稱為化學分析法。在定量分析中主要有滴定分析法和稱量分析法。
(1)稱量分析法
通過稱量物質的質量進行被測組分含量測定的方法稱為稱量分析法。
例如：硫酸鋇稱量法、四苯硼酸鉀稱量法等。
(2)滴定分析法
通過滴定對被測組分含量進行測定的方法稱為滴定分析法。
例如：酸堿滴定、氧化還原滴定等。
2、儀器分析
以物質的物理或物理化學性質為基礎的分析方法稱為儀器分析法，主要包括光學分析法、電化學分析法、色譜分析法、質譜分析法等，種類很多，且新的分析方法正在不斷產生。
儀器分析方法因需要一些特殊的儀器而得名，其特點是迅速、靈敏且能測定含量極低的組分，因此成為分析化學學科領域中的一個重要發展主向。而化學分析法是學習分析化學的基礎，其準確度高，在基準方法中起著重要的作用。所以，著名分析化學家梁樹權認為，化學分析法成，相得益彰。
六、常量分析、半微量分析和微量分析
根據試樣用量的不同，分析方法又分為常量分析、半微量分析和微量分析，如表1-1所示。
七、常量組分分析、微量組分分析和痕量組分分析
按被測組分含量可將分析方法分為常量組分(＞1％)分析、微量組分(0.01％～1％)分析和痕量組分(＜O.01％)分析。
八、例行分析和仲裁分析
按分析結果的作用可將分析方法分為例行分析和仲裁分析。
(1)例行分析，是指一般化驗室在日常生產中進行的原材料、中控和產品所進行分析，又叫常規分析。
為了控制生產，要求短時間報出結果的例行分析叫作快速分析。例行分析允許的誤差較寬，準確程度達到一定要求即可。
(2)仲裁分析，是指在確認質量事故及其責任者，或不同單位對分析結果有爭議時由權威機構用公認的標準方法進行準確的分析，以裁判原分析結果準確性。顯然，仲裁分析的結果具有較高的準確性和法律責任。
九、分析化學的發展與學習分析化學的要求
隨著現代科學技術的發展，分析化學是近年來發展最為迅速的學科之一。一方面，現代科學的發展要求分析化學提供更多的關于物質組成和結構的信息；另一方面，現代科學也向分析化學不斷提供理論、方法和技術手段，促進了分析化學朝著越來越靈敏、準確、快速、簡便和自動化的方向發展。不僅如此，現今分析化學的任務除了測定物質的組成和含量外，還包括測定物質的結構、價態、狀態等，測定的領域也由宏觀發展到微觀，即由表觀深入到內部，從整體進入到微區、表面或薄層，由靜態發展到動態。
隨著現代科學技術的發展，許多新技術滲透到分析化學中，日益增多的新的測定方法和分析儀器，使分析的靈敏度和測定速度大大提高。例如．電子探針的測試體積達到10-12mL；電子光譜的絕對靈敏度可達10-18g。激光技術已經應用在可見光光譜法、原子吸收光譜法和液相色譜法等方面。隨著計算機科學的發展，微機與分析儀器的聯用，各種方法的結合和儀器的聯用技術，使原分析方法更為迅速有效，分析過程自動化，大大提高了分析效率。
盡管分析化學正向著“準、快、靈、自”方向發展，化學分析法仍然是分析化學的基礎，許多儀器分析方法都離不開化學處理和溶液平衡理論的應用。因此，分析化學作為一門基礎課程，仍然要從化學分析學起，進而擴展到儀器分析。
分析化學是一門實踐性很強的科學。它的基礎是實踐，而實踐中的問題又要以理論來解釋，所以在學習過程中要理論聯系實際，加強分析化學基本操作技能的訓練，培養嚴謹、求實的實驗作風和科學態度，樹立準確的“量”的概念，提高分析問題和解決問題的能力，提高綜合素質。理論課學習的主要內容有定量分析概論、滴定分析概論、酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法、稱量分析法及儀器分析法概論等。通過理論課的學習，要求學生掌握各種分析方法及有關理論、基本運算技能，正確地進行數據記錄和數據處理。學生應達到(1)會設計分析方案，對被測組分進行定量分析；(2)會獨立進行被測組分的定量分析；(3)會進行誤差分析、數據處理和分析結果的報出。
參考資料：分析化學
