化學分析技術在實踐中的應用及影響因素探析

靳曉婷

(呂梁職業技術學院，山西 孝義 032300)

隨著工業的發展和科學技術的進步，化學領域也在不斷更新發展，并取得了矚目的成就。化學分析法在諸多行業的實踐應用中起到了舉足輕重的作用。從分析方法來講，可以分為化學分析和儀器分析，這兩種分析法的區別在于化學分析法用于常量組分的測量，而儀器分析用于微量組分的測量，二者相輔相成，缺一不可。

1 化學分析技術的概述

1.1 化學分析技術

傳統的化學分析法歷史悠久，是一種最傳統、最經典的分析方法，所以亦叫做“經典分析法”。在整個化學發展的歷史過程中，古代釀酒、冶煉等技術都離不開運用化學分析手段來鑒定物質的組分和含量，乃至西方國家的煉金術等都可以看作是化學分析的早期應用[1]。儀器分析法是后來發展起來的分析方法，它主要借助比較精密、復雜的儀器獲取物質的化學成分含量、組成、結構等。

1.2 化學分析技術的分類

1.2.1 按照被測樣品的性質分類

按照被檢測樣品的性質分類可以分為有機分析法和無機分析法。

1) 有機分析法：主要針對有機化工材料來進行定量分析的分析方法。有機材料主要包括：藥材、石油、有機化產品以及染料等等。

2) 無機分析法：主要針對無機化工材料樣品來進行分析。無機材料又分為無機金屬材料和無機非金屬材料兩大類，其中無機金屬材料包括合金、鋼材等；無機非金屬材料包括巖礦等。

1.2.2 按照分析原理分類

按照分析原理來分可以分為：傳統分析法、儀器分析法。傳統分析法的分析時間一般比較長；儀器分析是后來發展起來的分析方法，分析速度較快、準確度較高，近年來應用較為廣泛。

1) 傳統分析法是以物質特定的化學反應為基礎，結合其計量關系，輔助稱重、滴定等手段對物質的組分與含量進行分析的分析方法，這類方法稱為經典化學分析法。主要有重量分析法和滴定分析法。

重量分析法：這種分析法通過特定的方法比如揮發、電解、沉淀等，使得待測物質轉化成為另一種純的，化學組成固定化合物，從而與原樣品中的其他組分分離、干燥、然后稱量這種化合物的質量，最后通過計算得出結論。這種分析方法對于低含量物質測定誤差比較大，通常適用于待測物質大于1%的常量分析。重量分析法的優點是準確度高，缺點是操作比較麻煩，耗時較長。

滴定分析法：這種分析法是將已知濃度的標準溶液滴入待測溶液中，滴定直至二者完全反應，根據滴定過程中消耗標準溶液的濃度與體積和被測物質與標準溶液在反應過程中的化學計量關系，計算得出待測物質的含量。滴定分析法又叫做容量分析法。滴定反應根據反應的類型可以分為酸堿滴定、絡合滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定。

2) 儀器分析法。儀器分析法通常將樣品充分溶解，使用專業的儀器設備對物質進行分析的方法。這種方法現在應用廣泛，耗時短、精確度高。主要有電化學分析法、光化學分析法、色譜分析、波譜分析等。隨著科技的發展，儀器分析技術也得到了長足的進步，正更加精細地服務于各領域[2]。

2 化學分析法在實踐中的應用

2.1 化學分析法在巖礦稀有金屬元素分析中的應用

我國幅員遼闊，礦產資源豐富，從世界各國統計來看，我國的礦產資源總量排名第三。稀土儲備量、天然氣、石油、以及鉛、金、鋅、鎢、鉬、錫等巖礦資源遍布全國各地。對于巖礦中稀有金屬元素的分析就成為重點。

針對復雜多變的地形以及地理環境，使用復雜的、大型的機械設備難以完成勘查任務，而化學分析法則可以有效地解決這個問題。在不同的地理環境中，化學分析法都可以對巖礦中的稀有金屬元素進行分析。

在對巖礦中稀有金屬元素對分析中，用到的方法通常有普通分析、全面分析、組合分析。這三種分析方法相輔相成，針對不同情況采用不同的分析方法，可以覆蓋到絕大多數情況下的分析任務。普通分析主要針對某一種特定元素進行分析而排除其他元素，主要用于檢測有較高價值的金屬；全面分析針對巖礦中所有化學元素進行分析。這種方法先由光譜對巖礦進行分析，知道該巖礦中有哪些元素、含量最多的元素有哪些，然后再運用化學分析法對其中含有的稀有金屬元素進行分析。這種方法涉及面廣，成本高，如果不需要對巖礦成分進行全面了解不建議用這種方法；組合分析則是系統地對巖礦中所有組成和分布情況進行分析，主要用于包含多元素的巖礦分析。

以巖礦中鋰元素的化學分析為例，含有鋰元素的巖礦首先都要先將鋰元素分離出來，因為鋰元素不穩定，在分析過程中很容易受到影響，進而影響到檢測結果，所以采取先將鋰元素分離出來的方式。而在一般情況下，LiCl在相關有機溶劑中的溶解度比其他堿金屬鋰化物的溶解度要大很多，所以可以利用這個性質將LiCl分離出來。一般該有機溶劑使用戊醇。檢測鋰元素的方式以重量分析法為主，通過測定Li2SO4的重量來確定鋰元素的含量[3]。

2.2 化學分析技術在化工材料檢測中的應用

2.2.1 通過化學分析技術對化工材料元素形態進行分析

不同對化工材料中元素形態也不同，而元素形態對于化工材料的性質和質量有著很大的影響。通常對化工材料中元素形態的分析一般采用色譜法。因為不同元素不同形態下會產生不同的色譜，所通過色譜分析進行比較，使得化工材料中的元素形態得到更好對分析比對，從而使化工材料的檢測結果更加準確。

2.2.2 通過化學分析技術對化工材料的安全性進行分析

化工材料的安全性也是重點考察的一個內容，因為化工材料在使用的過程中會接觸到空氣、灰塵、水等物質，如果化工材料的穩定性不夠好就很容易和周圍環境中的物質發生化學反應進而帶來安全隱患。通過對化工材料的表面活性的檢測可以了解不同化工材料的特點，因此對于表面活性進行分析很有必要。化工材料表面的粒子數量、電子和光子數量等對化工材料的表面活性有著重要影響，通過探針對其進行分析，從而對材料表面活性進行了解；通過絡合、氧化還原等滴定方法對化工材料性能進行判斷，確定該化工材料是否用于生產。

2.2.3 通過化學分析技術對化工材料的成分進行分析

了解化工材料的成分是一項很重要的內容，只有了解了化工材料的成分才能知道該材料是否符合實際要求，利用化學分析技術可以很好地了解化工材料的成分，針對不同化工材料一般采用不同的分析方法，比如選擇色譜法、電化學分析法等比較權威的化學分析方法。很多情況下也可以通過不同物質之間進行反應，出現不同變化對化工材料的相關成分進行判定，一般可以用滴定分析方法對成分進行分析檢測[4]。

2.2.4 通過化學分析技術對化工材料的結構進行分析

不同的化工材料中含有不同的物質，不同物質的結構也不相同，物質的結構穩定則安全性較高，相反物質的結構不穩定則安全性低，有很大的危險性，很容易受到環境的影響或者和其他物質發生反應。如果儲存和生產條件不達標容易發生事故，嚴重者還會引起爆炸和火災。利用精密的分析儀器對化工材料的化學結構進行確定，就可以了解材料的性質以及應該在什么樣的條件下對其進行儲存和生產，從而消除安全隱患，達到安全生產的目的。

2.3 化學分析技術在環境檢測中的應用

環境質量的好壞對人類的生產和生活有著重大影響，環境質量評判以及環保計劃的制定都要參考化學分析在環境檢測工作得到的結果，化學分析技術是環境檢測的核心之一。

2.3.1 通過分光光度法與流動注射分析法進行檢測

2.3.2 通過離子色譜法進行檢測

2.3.3 通過原子吸收和原子熒光法進行檢測

原子吸收和原子熒光法目前比較廣泛地應用于對水體污染狀況的檢測中，通過儀器對水中對各種有害物質：重金屬化合物、有毒物質等進行檢測。這種方法靈敏度高而且測定結果準確，得到了廣泛應用。

除此以外，還有多種分析方法應用于環境檢測中，比如：化學發光分析法、質譜法等。總之借助先進的儀器，使得檢測工作更加有序、高效地進行[5]。

3 化學分析技術應用過程中的影響因素

化學分析過程中難免會受到各種因素的影響，全面考慮到這些因素并且在檢測過程中多加注意，排除這些因素的影響，對于化學分析結果的準確性有著至關重要的意義。

3.1 儀器的種類對化學分析的影響

在化學分析過程中，儀器對種類對于分析結果有著一定影響，尤其對于傳統的分析法，測定過程中用到的儀器、用品等都可能對分析結果產生影響。所以了解不同測定過程中有可能遇到的問題，適時排除儀器對檢測結果的影響很重要。比如在水質分析過程中會用到玻璃、陶瓷、塑料、石英、鐵等器皿，而這些制品可能受到樣品、空氣、試劑等污染。如果選用玻璃器皿，則玻璃中的多種元素可能會溶解在水樣中，所以在分析水樣中的硅、鋁、硼等元素時，不能使用玻璃器皿。用橡膠制成的乳膠管沒有摻充填劑，不用擔心金屬污染，而硬質膠塞和膠管普遍摻有鉛化物、氧化鋅等，所以在分析過程中要考慮這些物質對分析結果的影響。

3.2 試劑對化學分析的影響

在化學分析過程中對試劑的選擇也要考慮到試驗等級，是屬于常量還是半常量，亦或微量半微量。試劑的等級要與分析等級、儀器的準確度等相協調。不要選擇過高等級的試劑，會導致分析成本提高。對于滴定分析來講，標準溶液的配置是影響分析結果的重要因素之一。在滴定分析中，標準溶液與被測溶液會發生反應，分析結果與標準溶液的濃度有著很大關聯，如果滴定液的濃度有問題，會直接影響到分析結果的準確性。

3.3 操作方法對化學分析的影響

在化學分析過程中，分析人員的操作方法規范與否也是影響分析結果的重要因素。例如，在滴定分析中，對于滴定管的操作步驟有嚴格的規定：滴定管在裝溶液之前要洗滌、試漏；裝好溶液要準確讀零點；滴定完成在讀取滴定管讀數時手持滴定管上部，使滴定管自然垂直于水平地面，讀數時視線要于液面處于同一水平線，不能仰視也不能俯視；等等。一旦操作有誤會直接影響到分析結果。

3.4 分析環境對化學分析的影響

分析環境對化學分析也有一定影響。因為化學分析過程是在一定對環境中進行的，避免不了實驗環境中會有其他一些物質影響到被測物質、試劑等。比如室內會含有其他分析檢測過程中散發到空氣中的一些易揮發物質，像以氣體形式存在的汞、氨等；空氣中還會有懸浮的塵埃，塵埃中不僅有塵土還有混合在其中的一些物質等等。所以在進行分析時要盡可能地選擇干擾較小的環境。分析人員也應該注意在清掃時候注意避免揚塵，不要用掃帚掃地，用油浸的拖布拖地；分析人員身上的灰塵、汗液等都要注意避免，在分析工作開始之前應做好著裝、手部清潔工作。尤其對于一些高精密度的分析儀器，儀器室內的環境和操作人員的清潔等要求更應當嚴格。

4 結語

化學分析技術的應用非常廣泛，除了文中提到的，還有很多領域都離不開化學分析技術，比如工業廢水處理、醫學、生物學等行業。隨著科技的發展，化學分析技術也在不斷提高，將更好地服務于各行各業。