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摘要:分析化学中,基础内容就是化学分析和仪器分析,如果没有处理好两者的应用方法,那么将无法充分发挥其价值。现代技术不断发展,各种先进的仪器设备不断应用到分析化学中,发挥出越来越重要的作用。当前无论在操作技术上还是准确性上,化学分析和仪器分析都得到了良好的发展,在未来应用中,应当加强对分析化学的应用,促进分析化学的进一步发展。
关键词:分析化学;化学分析;仪器分析
1导言
分析化学是化学学科领域中的重要组成部分,侧重于运用各种理论、方法、手段、设备、措施对相对时空内物质组成、物质性质等信息进行科学、有效获取,以满足物质分析需求。目前,分析化学已经在医学、药学、地质学、生命科学、环境科学等众多领域得到广泛应用。化学分析与仪器分析作为分析化学核心技术,加强对其的认识、理解与掌控,现实意义显著。
2化学分析与仪器分析的关系
可以将化学分析仪器看成是定性分析,将化学分析看成是定量分析。通常情况下通过化学分析得到的恒定差分的准确度较高,可以有效地应用于高水平差分当中。化学分析和仪器分析两者在概念上存在一定的不同。首先,仪器分析的建立是以物质化学性质和物理性质为基础,专业的设备和仪器是仪器分析中常用的工具,能够检测物质的声音、光度和热度,从而明确人们对物质成分构成的了解。实际应用仪器分析中在其他条件相同的情况下得出物质的化学含量和成分。而在化学分析中物质的化学性质是化学分析的基础,分析物质成分过程中需要完成一系列的化学反应。经典化学分析方法是当前很多仪器分析工作的基础,在处理样品的过程中通常采用经典化学分析方法,检测样品时采用仪器分析方法,在检测完成后将标准溶液收集,得到化学分析的材料。经过多年发展,要求化学分析精确度不断提高,并且现代化发展中化学分析也是发展的必然趋势,自动化技术在化学分析中应用越来越广泛。化学分析的适用范围较广,其分析仪器有着较低的成本。化学分析和仪器分析虽然存在一些不同之处,但是两者也是相辅相成的,有着相同的本质。化学分析是仪器分析的基础,在开展仪器分析过程中化学分析方法得到了十分广泛的应用,想要分析物质情况需要应用化学分析方法。
3仪器分析方法
在采用仪器分析方法进行物质分析过程中通常先要充分溶解样品,然后利用专业的设备分析物质的化学成分。在现代化学分析方法中这种方法得到了十分广泛的应用。该方法涉及到了诸多学科,比如物理、化学、光学等,可以定量或者定性分析化工材料的相关属性,有着准确、高效、快速等诸多优点。化学分析方法比传统的分析方法更加具体详细,不仅仅停留在分析分子原子结构,甚至能够检测分析质子。细化了分析方法后该技术逐渐更加广泛地应用于化工材料的生产中,分析方法和分析设备更加细化、针对性更强,比如电化学、光化学、物理化学等,以及相应的拉曼光谱、质谱、色谱、激光衍射粒度分析、ICP、原子吸收光谱分析等,经过长期的应用,得到了更加精细的分类,如化学、生物、基因、医药等领域。在仪器分析方法中,最为常用的分析方法是色谱仪,根据应用的不同还可以将色谱仪分成如下三种:(1)气相色谱仪该仪器是分析气相色谱的工具,能够灵敏、高效、快速地得到分析结果,在化工、药品、食品等行业有着广泛应用。不同的有机物在气相色谱仪中能够快速分离,所以在检测与分析有机硫、有机氯、菊酯类等物质中常用。(2)液相色谱仪该仪器是分析液相色谱的工具,在分离液相有机物中应用效果良好,在检测和分析防腐剂、甜味剂、食用香精等各类食品添加剂过程中常用。(3)离子色谱仪该仪器主要用于分析阴阳离子色谱,能够对多组离子同时、快速、简便地检测,在检测和分析食品和药品中常用。
4化学分析与仪器分析的异同性与关联性分析
4.1相同性分析
由上述分析可知,化学分析与仪器分析均是分析化学中的核心技术,二者在分析原理上、分析目标上存在相同性。即通过对物质及其组分进行定量与定性分析,加强对物质及其组分的了解与掌握,满足实际生产、研究、生活中物质结构分析、质量分析、形态分析、组分分析等要求。
4.2差异性分析
化学分析与仪器分析除存在相同性外,也存在一定的差异性,主要表现在以下几方面:(1)概念存在差异。例如,化学分析是以物质间存在的化学发应为基础进行物质组分、物质质量等分析;分析设备以化学实验室常用设备(包括天平、烧杯、容量瓶、酒精灯等)为主;分析过程中物质的定性分析与定量分析相分离。而仪器分析则是以物质物理性质与化学性质为基础进行物质组分、质量、结构、形态等分析;分析设备以分析化学专业设备、仪器(包括光学仪器、声学仪器。电学仪器等)为主;分析过程中物质的定性分析与定量分析可同时进行。(2)使用范围存在差异。例如,化学分析精确度通常控制在1%~2%,仪器分析精准度通常控制在1%~5%,二者比较,化学分析精准度更高;化学分析的分析对象多为半微量、常量组分,适用于新材料开发、科学研究、化学研究等领域,而仪器分析的分析对象多为半微量组分、微量组分、超微量组分,适用于环境分析、食品安全检测、无机物结构研究、矿物质组分研究等领域。(3)技术要求存在差异。例如,化学分析要求操作人员对各种物质之间存在的化学反应、化学反应计量关系、溶液平衡原理等具有全面且准确的了解,能够熟练选用化学试剂,严格遵守操作规范、操作流程进行实践。仪器分析要求操作人员对物质声、光、电、磁、热等特性具有一定了解,善于合理选择与科学应用专业仪器、专业设备对物质进行有针对性分析。与此同时,操作人员需对各种分析仪器(仪器作用、仪器原理、仪器操作要求、仪器使用范围等)具有正确了解,熟练应用仪器开展相关分析、测量工作。
4.3关联性分析
化学分析与仪器分析的异同性使二者在分析化学中各具优势,也各有不足。虽然仪器分析的应用价值、应用作用无法相互替代,但基于技术创新、设备优化、策略完善,化学分析与仪器分析能够有机结合,产生关联性,达到相互改进、相互促进、相互完善目的。(1)化学分析能够为仪器分析提供支持,提升仪器分析准确性。由上述分析可知化学分析的基础是物质的理化性质。而物质理化性质的确定离不开物质化学反应支撑。对此,在仪器分析过程中,操作人员可利用化学分析方法对测量样本进行处理,使测量样本更契合仪器分析方法应用要求,从而提升仪器分析准确性、时效性。(2)仪器分析能够为化学分析提供支持,降低化学分析操作难度,提升化学分析质量与效率。通常情况下,在应用化学分析方法进行分析时,需对样品进行处理,而在样品处理过程中引入仪器分析专业设备、专业仪器,则可提升样品处理质量与效率,从而降低化学分析复杂性。(3)分析结果相互较正。例如,仪器分析虽然速度快、效率高,但精准度相对较低。对此,在分析过程中可利用化学分析对仪器分析结果进行复合校验,以提升分析的准确性。
5结语
总而言之,化学分析与仪器分析各具特色,能够根据各自优势满足不同物质分析与化学研究需求。但二者在实践中也各具局限性。对此,根据二者存在的关联性与差异性,将其有机结合,可达到相互改进、相互促进目的,让分析更具准确性、科学性、高效性、可行性,更好服务分析化学,促进分析化学在实践中的科学运用。
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