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[摘 要]化学分析和仪器分析组成分析化学学习的两个重要内容,两者在分析化学的学习中发挥着重要的作用。化学分析和仪器分析既有相同点,又存在不同点,两者具有互相补充、互为表里的关系,学好这两方面的内容对于分析化学课程来讲是至关重要的。本文就分析化学中的化学分析和仪器分析进行简要分析,仅供学习和参考。
[关键词]分析化学;化学分析;仪器分析
中图分类号:V26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0167-01
一、概述
(一) 化学分析
化学分析是一种传统的手工操作方法,它是以化学反应为基础,通过化学或物理反应产生特殊物理、化学、颜色或沉淀过程的定量分析。正常情况下,化学分析需要测量,并根据使用的仪器、各种化学试剂等进行分析。称重仪等化学仪器的分析速度直接关系到化学分析效果,化学分析具有复杂性特点,在专业技术和规范上要求相对较好,需要在特定步骤下完成操作,化学分析是经典分析方法,精度高,它可以完成仪器分析方法无法准确获取的半微分组。
(二) 仪器分析
仪器分析通过设备对物质进行物理和化学性质的分析,获取到的物理量的变化能够最终达到检测的目的。所使用的仪器复杂性和特殊性明显,如ICP、GC-MS等。通过仪器分析完成物理量的采集分析,对于物质状况等都能够通过不同材料与化学仪器在分析材料的化学分析方法选择上有着明显的区别,仪器分析主要侧重于使用现代化设备,根据仪器仪表的原则,熟练操作这些现代仪器。仪器分析包含了很多方法,有几十种,根据对测量过程中的自然观察分类,可分为光学分析、电化学分析法、色谱法、质谱法、热分析、化学分析和电子显微镜分析等等。仪器分析速度相对较快,批量采样下完成的自动化取样会显示出数据信息,这是利用现代计算机技术完成的整体过程, 仪器分析能够在最短的时间内完成对数十种样品的分析。一些仪器可以同时测量多个部件。仪器分析能够在线或者远程监控,这种独特的技术将会提升仪器分析的效率和准确性,产生的经济效益也受到人们的重视。并且在不同生产阶段的各类在线分析仪器能够使用不同状况的需求,使用范围广,能适应各种分析要求,除了定性分析和定量分析相结合,也为结构分析、物相分析、微量分析、价态分析和层次分析等样品,使用小于样品的无损分析,适用于复杂零件的分析。
二、化学分析与仪器分析异同点
(一) 相同点
分析化学中的化学分析和仪器分析,可作为定性和定量分析。化学分析的准确度,一般用于高水平或高恒定差分的组合分析,,例如, 化学分析值的误差可以控制在几千以内。平均化学分析仪器的误差值超过5%, 并且没有方法来分析材料的高或高常量。另一个相似之处是化学分析和仪器分析在原理上是一致的。
(二) 不同点
仪器分析与化学分析的范围不同:化学分析主要适用于被测物含量的测定中常量或半微量成分的测定,化学分析准确度较好,但精密度差。微量组分甚至不能检出,误差范围很小,通常要求在n%以内控制。仪器分析主要用于微量成分分析,仪器分析准确度较差,但精密度较好,可定性或定量检测微量成分,但误差范围较大,在1%左右或更大。
三、仪器分析与化学分析的关系
当前许多的仪器分析工作都是建立在经典化学分析方法上进行的,利用经典化学分析方法对样品进行处理,通过使用仪器分析方法利用仪器对样品进行检测,完成检测后搜集到的标准溶液就是制备化学分析的重点。当前对化学分析的要求越来越高,化学分析也逐渐朝着现代化的方向发展, 分析水平的自动化程度越来越高。对于化学分析来讲,具有一定的适用范围,化学分析的仪器价格也比较低。仪器分析和化学分析两者是紧密联系并相辅相成的,而且在本质上是一样的。仪器分析大都是以化学分析为基础,在许多物质分析上仪器分析也用到了化学分析的方法,利用化学分析达到分析的主要目标。化学分析与仪器分析在采用的方式上有很大的区别,仪器分析主要利用标准容器进行分析工作,仪器的质量问题将会直接影响到分析工作的准确程度。对于化学分析来讲,选择的设备通常价格是比较昂贵的,优点就是分析出來的结果准确度非常高,时间也比较快,还能够用于微量元素的分析。但化学分析的准确性取决于仪器分析的校准,虽然不能取代化学分析和仪器分析的成本,但使用仪器分析领域的化学分析不能被取代。
四、化学分析与仪器分析的发展趋势
(一) 化学分析发展
化学分析是进行化学和物理测量材料的化学成分和结构信息的获取,研究这些信息和策略的最佳途径,本质上它一直是信息科学。作为分析化学的研究、制造和开发,大大提高了分析化学获取信息的能力,扩大了获取信息的范围。除了身体的元素或化合物的研究内容、结构的信息,在很大程度上,它还应包括空间结构、形态、状态,甚至能态分析和测量;研究样品成分的平均组成和组件的时间分布、静态、动态、瞬态分析;小到几纳米的空间,单独的细胞,大到生物圈,宇宙空间物质成分分布,还包括表面分析、微区分析等;除了实验室采样分析,实时分析的开发和工艺线、现场分析、微量分析,甚至单原子和分子检测都需要常量和微量分析。在数据处理理论、信息科学理论的基础上,化学分析已经从简单的数据提供者发展起来,从数据分析和知识中获取有用的信息,成为生产科学研究和实际问题解决者。例如二十世纪人类基因组计划的实施,DNA测序仪技术的不断创新,从凝胶电泳到凝胶毛细管电泳、和线性聚合物阵列毛细管电泳、毛细管电泳,直到整个基因组技术,在完整的基因工程中起关键作用。
(二) 仪器分析发展
仪器分析技术将进一步实现小型化、自动化、智能化、网络化。仪器分析方法将逐渐成为常规分析的重要手段。加强软件的功能来创建虚拟机和虚拟实验室对于仪器分析的发展起到积极的作用。各种新材料和新技术,如仿生材料,特殊的物理结构和功能材料;激光、纳米、生物、微制造技术等将在分析仪器中越来越广泛的应用,仪器分析的灵敏度、选择性进一步提高分析速度。远程在线分析、控制仪器和资源环境等应用也将在仪器分析领域发挥的作用更加的明显。并且反映生产过程中,生态和生物瞬时动态过程的灵敏度选择性等都符合分析化学的要求。新的动态分析测试和无损检测技术将有一个新的发展。仪器分析技术,特别是色谱和质谱结合,光谱和计算机结合,信息理论的应用将大大提高仪器分析捕获和快速高效的处理化学、生物、环境等复杂的混合动力系统,解决复杂系统的分析、分子组互动、组合化学、基因组学、蛋白质组学、代谢组学等新兴学科。仪器分析将集中在生命科学和生物医药等领域的研究,在细胞和分子水平研究生命过程,生理,病理变化和药物代谢,基因发现和转化等都能够发挥出应有的作用。仪器分析将是研究生物分子多维结构、功能研究和疾病诊断的有力工具。
参考文献
[1] 刘爽.分析化学中的化学分析与仪器分析[J].化工管理,2017(32).
[2] 李阳.浅析分析化学中的化学分析与仪器分分析[J].化,2015(22).
[3] 饶京京,夏小华.试析分析化学中的化学分析与仪器分分析[J].南方农机,2015(10).
作者简介
王健(1993.01.07-),男,哈尔滨石油学院化学工程学院化学工程与工艺专业3班,学号-201402140326, 身份证号-232326199301076232
[关键词]分析化学;化学分析;仪器分析
中图分类号:V26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0167-01
一、概述
(一) 化学分析
化学分析是一种传统的手工操作方法,它是以化学反应为基础,通过化学或物理反应产生特殊物理、化学、颜色或沉淀过程的定量分析。正常情况下,化学分析需要测量,并根据使用的仪器、各种化学试剂等进行分析。称重仪等化学仪器的分析速度直接关系到化学分析效果,化学分析具有复杂性特点,在专业技术和规范上要求相对较好,需要在特定步骤下完成操作,化学分析是经典分析方法,精度高,它可以完成仪器分析方法无法准确获取的半微分组。
(二) 仪器分析
仪器分析通过设备对物质进行物理和化学性质的分析,获取到的物理量的变化能够最终达到检测的目的。所使用的仪器复杂性和特殊性明显,如ICP、GC-MS等。通过仪器分析完成物理量的采集分析,对于物质状况等都能够通过不同材料与化学仪器在分析材料的化学分析方法选择上有着明显的区别,仪器分析主要侧重于使用现代化设备,根据仪器仪表的原则,熟练操作这些现代仪器。仪器分析包含了很多方法,有几十种,根据对测量过程中的自然观察分类,可分为光学分析、电化学分析法、色谱法、质谱法、热分析、化学分析和电子显微镜分析等等。仪器分析速度相对较快,批量采样下完成的自动化取样会显示出数据信息,这是利用现代计算机技术完成的整体过程, 仪器分析能够在最短的时间内完成对数十种样品的分析。一些仪器可以同时测量多个部件。仪器分析能够在线或者远程监控,这种独特的技术将会提升仪器分析的效率和准确性,产生的经济效益也受到人们的重视。并且在不同生产阶段的各类在线分析仪器能够使用不同状况的需求,使用范围广,能适应各种分析要求,除了定性分析和定量分析相结合,也为结构分析、物相分析、微量分析、价态分析和层次分析等样品,使用小于样品的无损分析,适用于复杂零件的分析。
二、化学分析与仪器分析异同点
(一) 相同点
分析化学中的化学分析和仪器分析,可作为定性和定量分析。化学分析的准确度,一般用于高水平或高恒定差分的组合分析,,例如, 化学分析值的误差可以控制在几千以内。平均化学分析仪器的误差值超过5%, 并且没有方法来分析材料的高或高常量。另一个相似之处是化学分析和仪器分析在原理上是一致的。
(二) 不同点
仪器分析与化学分析的范围不同:化学分析主要适用于被测物含量的测定中常量或半微量成分的测定,化学分析准确度较好,但精密度差。微量组分甚至不能检出,误差范围很小,通常要求在n%以内控制。仪器分析主要用于微量成分分析,仪器分析准确度较差,但精密度较好,可定性或定量检测微量成分,但误差范围较大,在1%左右或更大。
三、仪器分析与化学分析的关系
当前许多的仪器分析工作都是建立在经典化学分析方法上进行的,利用经典化学分析方法对样品进行处理,通过使用仪器分析方法利用仪器对样品进行检测,完成检测后搜集到的标准溶液就是制备化学分析的重点。当前对化学分析的要求越来越高,化学分析也逐渐朝着现代化的方向发展, 分析水平的自动化程度越来越高。对于化学分析来讲,具有一定的适用范围,化学分析的仪器价格也比较低。仪器分析和化学分析两者是紧密联系并相辅相成的,而且在本质上是一样的。仪器分析大都是以化学分析为基础,在许多物质分析上仪器分析也用到了化学分析的方法,利用化学分析达到分析的主要目标。化学分析与仪器分析在采用的方式上有很大的区别,仪器分析主要利用标准容器进行分析工作,仪器的质量问题将会直接影响到分析工作的准确程度。对于化学分析来讲,选择的设备通常价格是比较昂贵的,优点就是分析出來的结果准确度非常高,时间也比较快,还能够用于微量元素的分析。但化学分析的准确性取决于仪器分析的校准,虽然不能取代化学分析和仪器分析的成本,但使用仪器分析领域的化学分析不能被取代。
四、化学分析与仪器分析的发展趋势
(一) 化学分析发展
化学分析是进行化学和物理测量材料的化学成分和结构信息的获取,研究这些信息和策略的最佳途径,本质上它一直是信息科学。作为分析化学的研究、制造和开发,大大提高了分析化学获取信息的能力,扩大了获取信息的范围。除了身体的元素或化合物的研究内容、结构的信息,在很大程度上,它还应包括空间结构、形态、状态,甚至能态分析和测量;研究样品成分的平均组成和组件的时间分布、静态、动态、瞬态分析;小到几纳米的空间,单独的细胞,大到生物圈,宇宙空间物质成分分布,还包括表面分析、微区分析等;除了实验室采样分析,实时分析的开发和工艺线、现场分析、微量分析,甚至单原子和分子检测都需要常量和微量分析。在数据处理理论、信息科学理论的基础上,化学分析已经从简单的数据提供者发展起来,从数据分析和知识中获取有用的信息,成为生产科学研究和实际问题解决者。例如二十世纪人类基因组计划的实施,DNA测序仪技术的不断创新,从凝胶电泳到凝胶毛细管电泳、和线性聚合物阵列毛细管电泳、毛细管电泳,直到整个基因组技术,在完整的基因工程中起关键作用。
(二) 仪器分析发展
仪器分析技术将进一步实现小型化、自动化、智能化、网络化。仪器分析方法将逐渐成为常规分析的重要手段。加强软件的功能来创建虚拟机和虚拟实验室对于仪器分析的发展起到积极的作用。各种新材料和新技术,如仿生材料,特殊的物理结构和功能材料;激光、纳米、生物、微制造技术等将在分析仪器中越来越广泛的应用,仪器分析的灵敏度、选择性进一步提高分析速度。远程在线分析、控制仪器和资源环境等应用也将在仪器分析领域发挥的作用更加的明显。并且反映生产过程中,生态和生物瞬时动态过程的灵敏度选择性等都符合分析化学的要求。新的动态分析测试和无损检测技术将有一个新的发展。仪器分析技术,特别是色谱和质谱结合,光谱和计算机结合,信息理论的应用将大大提高仪器分析捕获和快速高效的处理化学、生物、环境等复杂的混合动力系统,解决复杂系统的分析、分子组互动、组合化学、基因组学、蛋白质组学、代谢组学等新兴学科。仪器分析将集中在生命科学和生物医药等领域的研究,在细胞和分子水平研究生命过程,生理,病理变化和药物代谢,基因发现和转化等都能够发挥出应有的作用。仪器分析将是研究生物分子多维结构、功能研究和疾病诊断的有力工具。
参考文献
[1] 刘爽.分析化学中的化学分析与仪器分析[J].化工管理,2017(32).
[2] 李阳.浅析分析化学中的化学分析与仪器分分析[J].化,2015(22).
[3] 饶京京,夏小华.试析分析化学中的化学分析与仪器分分析[J].南方农机,2015(10).
作者简介
王健(1993.01.07-),男,哈尔滨石油学院化学工程学院化学工程与工艺专业3班,学号-201402140326, 身份证号-232326199301076232