高等仪器分析在工业分析中的应用

高等仪器分析在工业分析中的应用

摘要

工业分析是分析化学在工业生产中的应用，有指导和促进生产的作用，是国民经济各部门不可缺少的一种专业技术，它集生产、管理、鉴定、评价于一身。高等仪器分析技术是一种快速发展且用途广泛的技术，具有快速、灵敏、准确的特点。本论文阐述了高等仪器分析在工业分析中的各方面的应用。

关键词

工业分析；高等仪器分析；应用

Abstract

Industry analysis is the analysis of chemical application in industrial production. It is the role of guiding and facilitating the production and also is an expertise of indispensable for national economic departments which combines the production, management, appraisal, evaluation at all. Advanced instrument analysis technology is a rapid development and widely used technology which has the characteristics of rapid, sensitive and accurate. This thesis describes all aspects of the application of advanced instrumental analysis in industrial analysis.

Key words

Industry analysis; advanced instrument analysis; application

分析化学是提供物质中元素或化合物组成的科学技术。它是通过测量与待测组分有关的某种化学和物理性质获得物质的定性和定量结果。定性分析方法是获得试样中原子、分子或功能基的有关信息。而定量分析方法是获得试样中一种或多种组成的相对含量。通常可以把分析化学方法分为两大类，即经典分析和仪器分析方法。经典分析方法也成为湿化学方法，出现的较早；而仪器分析方法则是近一个多世界以来出现的方法。早期化学工作者是采用沉淀、萃取或蒸馏分离出待测物后，再进行测定。就定性分析而言，是将分离后的组分用试剂处理，然后通过颜色、沸点、熔点，以及在一系列溶剂中的溶解度、气味、光学活性或折光指数等性质来识别它们。对定量分析来说，是通过测定质量或用滴定的方式来测定被分析物质的量。这些经典的分析方法虽然至今仍在应用，随着微电子和计算机技术的广泛应用，以及科学领域新成就的不断引入，作为分析化学重要组成部分的仪器分析，由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。它不仅能提供物质的组成和含量信息，而且成为强有力的科学研究手段。

高等仪器分析与经典分析方法相比较，具有重现性好、灵敏度高、分析速度快、试样用量少、检出限低等特点。高等仪器分析方法在工业分析中，一般分为光学分析法、电化学分析法、热分析法、放射化学分析法和分离方法。

光学分析法是基于检测能量与待测物质作用后产生的辐射信号或所引起的变化的分析方法。根据物质与辐射能作用时有没有能级跃迁可将光学分析法分为光谱法和非光谱法。根据能量作用的对象不同又分为原子光谱和分子光谱。

电化学分析法是根据物质在溶液中的电学及电化学性质，如电位、电荷、电流、电阻等电信号及其变化来测定物质的组分含量的分析方法。如电导仪用来测定水的电导率，pH计或离子计测定水样的氢离子或其他离子浓度，利用滴定终点时溶液的电位突跃指示滴定终点的电位滴定法等。

热分析法是测定某些性质，如质量、体积、热导或反应热与温度之间的动态关系。它可用于成分分析和热力学分析、化学反应机理方面的研究。

放射化学分析法是利用核衰变过程中所产生的放射性辐射来进行分析的方法。如将放射性同位素作为示踪原子用于污染物的迁移转化研究。

分离方法是利用仪器方法(如色谱法、电泳法)来分离和分析那些在结构、性

质上十分相近的化合物，主要基于色谱法和电泳技术。水样中结构、性质相近的组分通过色谱分离后，可根据需要分别定性和定量测定各组分的性质，如热导、电导、对紫外和红外辐射的吸收、荧光等。将色谱法与各种现代仪器方法联用是解决复杂物质的分离和分析问题的最有效手段，也是高等仪器分析的一个重要发展方向。

工业分析是研究工业生产中的原料、辅助材料、中间产品或者反映过程中变化着的物料、最终产品、副产品以及声场中各种废物的化学组成的分析方法及有关理论的一门学科。它的作用除了完成包括资源勘探、原材料的选择、生产过程控制、产品质量检验以及环境保护等一系列分析测试任务外，工业分析还做为一种重要手段参与到科技创新、技术革新和新工艺探索过程中，并且承担着工艺评价、产品质量评价和环境评价等适应现代工业规范化、标准化生产与管理的重任。工业分析在国民经济许多生产部门中起着指导、促进和参与管理的重要作用。

关于工业分析仪器和一般分析仪器的区别问题，粗浅的看法是，一个用在生产现场，另一个用在实验室，而且用在实验室的分析仪器也是与工业实际生产相关，并不是用于一般科研的仪器设备。如果分析仪能够接近生产现场,自动或手动取样(定期)及需要少量的人工操作,并且可较快的检测出结果并指导生产,也可以算是过程分析技术。严格地说，工业分析仪应该在线测量、监视及控制，首先应自动取样、连续取样、样品自动预处理、自动分析后输出信号，长期稳定运行，而且应做到在线校正、在线维护（过滤、清洗或反吹）。最好能够做到嵌入式传感器与主工艺设备内的介质直接接触，或者把介质转移到与工艺装备相连的分析回路或分析采样系统中，分析完再将介质返回工艺装备内。为此，分析仪器经常形成一个主机系统以外的配套的系统，或在线分析小屋[1]。

工业分析包括硅酸盐分析、矿石分析、金属材料分析、煤分析、石油产品分析、日用化学品分析、肥料分析、农药及其残留分析、气体分析、水质分析、基本有机产品分析、其他精细化工品分析、工业生产中的在线分析技术等。

1.高等仪器分析在硅酸盐分析中的应用

目前硅酸盐工业分析中广泛应用的酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法、分光光度法、原子吸收分光光度法、火焰光度法、电位分析法、X射线荧光光谱分析法等。