劉爽(沈陽化工大學,遼寧 沈陽 110142)
分析化學中的化學分析與儀器分析
劉爽(沈陽化工大學,遼寧 沈陽 110142)
化學分析和儀器分析是分析化學教學工作中的兩個重要內容,兩者在分析化學中都具有重要的位置,學好這兩方面的內容對于分析化學課程來講是至關重要的。化學分析和儀器分析既有相同點,又存在不同,兩者具有互相補充、互為表里的關系。因此,文章就分析化學中的化學分析、儀器分析進行簡述,對二者的異同點以及在分析化學中的作用加以簡要分析,最后就化學分析與儀器分析的發展趨勢作簡要論述。
分析化學;化學分析;儀器分析
當前科學技術的快速發展,使得化學分析以及儀器分析在技術上、方法上都有了長足的進步,越來越多的新型儀器被發明和使用。在分析化學中,化學分析與儀器分析越來越占據重要的地位,因此研究分析化學中的化學分析與儀器分析具有一定的意義。
分析化學作為一門探究物質化學組成的測量學科,其以判斷化學物質的組成成分,含量以及構成為宗旨。
化學分析是分析化學中的一種方法,化學分析的主要原理是利用物質的化學反應、物質的組成成分對化學物質的成分進行計量和判斷。通常情況下,化學分析需要使用各種測量儀器,例如測量玻璃器皿、各類化學試劑還有稱量工具等等。
儀器分析也是分析化學中的重要分析方法,儀器分析的工作基礎是物質的物理性質和化學性質。比如,通過儀器對光、熱、電、磁、音波等物理量進行分析,從而結果,實現分析目的。儀器分析需要借助到顯微鏡等比較復雜的儀器。儀器分析不僅能夠測量物質的物理量、物理特性,還能夠分析物質的狀態、物質的價態、微區、超痕等,是當前分析化學中的重要發展方向。
化學分析與儀器分析都可以作為定性或定量的分析方法,其中化學分析法通常作為常量分析(含量較高的分析方法),具有準確度較高的特點;而儀器分析方法通常作為微量、痕量分析即含量相對較低的分析方法,具有較低的準確度,一般的常量分析是無法使用的。
兩者分析的范圍不同,化學分析主要是用來測定物質的常量或者半微量成分,具有較高的準確度但是精密度較差,采取化學分析的物質微量組分無法被檢測出來。儀器分析是對微量成分進行分析,分析準確度不夠高,但是具有較好的精密度,能夠對微量成分進行定性或定量檢測,誤差范圍較大。
當前許多的儀器分析工作都是建立在經典化學分析方法上進行的,利用經典化學分析方法對樣品進行處理,通過使用儀器分析方法利用儀器對樣品進行檢測,完成檢測后搜集到的標準溶液就是制備化學分析的重點。當前對化學分析的要求越來越高,化學分析也逐漸朝著現代化的方向發展,分析水平的自動化程度越來越高。對于化學分析來講,具有一定的適用范圍,化學分析的儀器價格也比較低。儀器分析和化學分析兩者是緊密聯系并相輔相成的,而且在本質上是一樣的。儀器分析大都是以化學分析為基礎,在許多物質分析上儀器分析也用到了化學分析的方法,利用化學分析達到分析的主要目標。化學分析與儀器分析在采用的方式上有很大的區別,儀器分析主要利用標準容器進行分析工作,儀器的質量問題將會直接影響到分析工作的準確程度。對于化學分析來講,選擇的設備通常價格是比較昂貴的,優點就是分析出來的結果準確度非常高,時間也比較快,還能夠用于微量元素的分析。但化學分析的準確性取決于儀器分析的校準,雖然不能取代化學分析和儀器分析的成本,但使用儀器分析領域的化學分析不能被取代。
化學分析能夠準確的獲取化學、物理測量材料的化學成分以及結構信息,是對這些信息和策略進行研究的最佳方式,化學分析的本質是信息科學。化學分析涵蓋的內容非常廣泛,不僅包括身體各種元素、化學物的研究,還包括空間結構、空間形態、空間狀態,還能夠進行能態分析以及測量工作。未來化學分析能夠對樣品的平均組成成分、組件時間分布、組件靜態、組件動態、組件瞬態的分析工作。在未來,小到一納米的空間,大到宇宙空間,都能夠進行表面分析、微區分析等等。化學分析在數據處理理論、信息科學理論的基礎之上逐漸發展起來,對數據以及相關信息進行收集、整理,通過科學分析解決實際的問題。
在未來,儀器分析技術逐步朝著自動化、智能化、微型化、網絡化的方向發展,儀器分析用到的方法將會逐漸成為分析化學中的常規分析手段。在儀器分析工作中,要加強軟件的功能來進行虛擬機和虛擬實驗室的創建工作,積極地使用各種新材料和新技術,比如仿生材料、特殊的物理結構和功能材料等等。通過在儀器分析中廣泛的使用納米、激光、生物、微制造技術等來提高儀器分析的靈敏度、分析速度。在儀器分析領域,遠程在線分析、控制儀器和資源環境等也會逐漸使用。
綜上所述,作為分析化學中的兩個重要的分支,化學分析和儀器分析兩者之間存在著較為緊密的聯系,兩者共同依存。所以,在開展分析化學的教學工作中,應該加深化學分析和儀器分析的教學內容,讓學生能夠明確的了解這些內容,為分析化學的學習工作提供堅實的基礎。
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