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分析化学方法的分类

发布时间:2018-10-29 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:5713

分析方法是分析化学的基本组成部分,通常依据不同的分析任务、分析对象、测定原理、试样用量和任务性质等,可以对分析方法进行较为系统的分类。这些分析方法各具有各自的特点,但它们之间并没有绝对的界限,在实际工作中,经常需要几种分析方法相互配合,才能完成某样品的各项分析任务。分析时要根据式样的特点、被测组分的含量、基本成分的复杂程度以及对分析结果准确度的要求等来选择合适的方法。

1.2.1按分析目的分类

按照需要解决实际问题的测量要求,分为定性分析、定量分析和结构分析。

定性分析的任务为鉴定试样的组成,即试样由哪些元素、离子、基团或者化合物组成;

定量分析的任务为测定试样中某一或某些有关各组的含量,例如,大气污染中NOx、SO2等的分析,继而给出了空气污染的信息。有时是测定所有组分,此时称为全分析,此时,所有分析量之和等于原始样品的质量。

结构分析的任务为研究物质内部的分子结构或晶体结构。

定量分析是最常用的分析方式。通常应先对试样进行定性分析,了解试样的组成,即对主要成分和各种微量成分进行定性,而后根据试样组成和分析要求选择适当的方法进行定量。在试样成分已知的情况下,则可直接进行定量分析。对于结构未知的化合物,则需要进行结构分析,从而确定化合物的分子结构。随着现代分析技术尤其是联用技术和计算机、信息学的发展,往往可以同时进行定性、定量和结构分析。

1.2.2按分析原理分类

1.2.2.1化学分析法

以物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法。化学分析法是最早采用的分析方法,是分析化学的基础,故又称为经典分析法。化学分析法包括重量分析法和滴定分析法等分析方法。

(1)重量分析法

通过化学反应及一系列的操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种纯粹、化学组成固定的化合物而与试样中其他组分得以分离,然后称量该化合物的质量,从而计算出待测组分含量或质量分数,这样的分析方法称为重量分析法。

(2)滴定分析法

用一种己知准确浓度的溶液,通过滴定管滴加到待测组分溶液中,使其与待测组分恰好完全反应,根据所加入的已知准确浓度的溶液的体积计算出待测组分的含量,这样的分析方法称为滴定分析法。依据不同的反应类型,滴定分析法又可以分为酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法。

重量分析法和滴定分析法通常用于高含量或中含量组分的测定,即待测组分的质量分数在1%以上(常量分析)。重量分析法的特点是准确度高,因此至今仍有一些组分的测定是以重量分析法为标准方法,但其操作麻烦,分析速度较慢,耗时较多。滴定分析法操作简便,省时快速,测定结果的准确度也较高,一般情况下相对误差为±0.2%,所用的仪器设备又很简单,因此应用比较广泛。即使在当前仪器分析快速发展的情况下,滴定分析法在生产实践和科学实验上仍有很大的实用价值和重要作用。

1.2.2.2仪器分析法

以物质的物理和物理化学性质为基础,借助光电仪器测量试样的光学性质(如吸光度或谱线强度)、电学性质(如电流、电位和电导)等物理和物理化学性质来求出待测组分含量的分析方法称为仪器分析法。这类分析方法都需要用到较特殊的仪器,通常称为仪器分析方法,也称为物理或物理化学分析方法。

最主要的仪器分析法有以下几种。

(1)光学分析法

根据物质的光学性质所建立的分析方法称为光学分析法。主要包括:紫外-可见光度法、红外光谱法、发光分析法、分子荧光及磷光分析法、原子发射、原子吸收光谱法等。

(2)电化学分析法

根据物质的电化学性质所建立的分析方法称为电化学分析法。主要包括电位分析法、极谱和伏安分析法、电重量和库仑分析法、电导分析法等。

(3)色谱分析法

色谱分析法是根据物质在两相(固定相和流动相)中吸附能力、分配系数或其他亲和作用力的差异而建立的一种分离、测定方法。这种分析法最大的特点是集分离和测定于一体,是多组分物质高效、快速、灵敏的分析方法。主要包括气相色谱法、液相色谱法等。

随着科学技术的发展,许多新的仪器分析方法也得到不断地发展,如质谱法、核磁共振、X射线、电子显微镜分析、毛细管电泳等大型仪器分析方法。作为高效试样引入及处理手段的流动注射分析法以及为适应分析仪器微型化、自动化、便携化而最新涌现出的微流控芯片毛细管分析等现代分析方法,已经受到人们的极大关注。

与化学分析法相比,仪器分析法具有操作简便、快速、灵敏度高、准确度高等优点,适用于微量(质量分数0.01%~1%)或痕量(0.01%以下)及生产过程中的控制分析等。但通常仪器分析的设备较复杂,价格昂贵,且有些仪器对环境条件要求较苛刻(如恒温、恒湿、防震等),因此有时难以普及。此外,在进行仪器分析之前,时常要用化学方法对试样进行预处理(如除去干扰杂质、富集等);在建立测定方法过程中,要把未知物的分析结果和已知的标准作比较,而该标准则常需要以化学分析法与仪器分析法互为补充的,而且前者是后者的基础。

化学分析法和仪器分析法都有各自的优缺点和局限性,通常实验时要根据被测物质的性质和对分析结果的要求选择适当的分析方法进行测定。

1.2.3按分析物的物质属性分类

根据分析对象的不同,将分析方法分为无机分析和有机分析。由于两者分析对象不同,对分析的要求和使用的方法也多有不同。

(1)无机分析

分析对象是无机化合物。在无机分析中,由于无机化合物所含的元素种类繁多,通常要求鉴定试样是由哪些元素、离子、原子团或化合物所组成,各组分的含量是多少。

(2)有机分析

分析对象是有机化合物。在有机分析中,虽然组成有机物的元素种类不多,主要是碳、氢、氧、氮、硫和卤等,但是除了要进行元素分析,还要进行官能团分析和结构分析。

1.2.4按分析试样的用量及操作规模分类

可分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析。无机定性分析一般为半微量分析;化学定量分析一般为常量分析;进行微量分析和超微量分析时,往往采用一起分析法。分类情况如表1-1所示。

表1-1 不同分析方法的试样用量

相关链接:分析化学概述

文章来源:《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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