化学分析与仪器分析方法
分析化学中的化学分析和仪器分析
分析化学中的化学分析和仪器分析摘要：对于分析化学来说，最为重要的两方面内容就是“化学分析”以及“仪器分析”，通过两方面的学习能够明确物质组成以及不同类型仪器的相关内容。
其中化学分析主要研究的是物质组成结构，可以按照化学反应来明确物质所具有的化学属性，而仪器分析的实际应用时间则相对短暂，但是两者之间存在相应的关联性，需要对其进行进一步分析研究。
关键词：分析化学；化学分析；仪器分析1化学分析和仪器分析的特点概述1.1化学分析的特点化学分析是分析化学中最为关键的内容之一，主要是依据物质化学元素和不同元素属性之间的差异性，通过定性和定量的方式来对物质进行科学的测量。
一般情况下，按照操作的差异性可以将化学分析分为滴定分析、重量分析等不同类型。
滴定分析主要是建立在溶液体积测量基础上的，以酸碱平衡、配位平衡、氧化还原平衡、沉淀溶解平衡等为依据，利用滴定设备将滴定剂加入到所测物质溶液容器当中，通过对滴定剂滴入量的检测来确定所测物的属性；重量分析主要是建立在质量测量基础上的，利用针对性的化学反应将所测物质组分进行有效分离，从而完成数量的测量。
化学分析需要以化学反应为基础条件，然后对化学反应中表现出的物理属性进行重点分析，从而得到较为准确的化学分析结果。
化学分析的过程离不开仪器设备的支撑，只有通过适宜的仪器进行辅助才能得到较为准确的化学分析结果。
1.2仪器分析的特点仪器分析需要采用特定设备，通过“化学实验分析”以及“物理实验分析”等不同方式进行。
为了确保仪器分析目标的实现，需要在分析时明确物理变化量。
为了能够采集到准确的分析数据，分析过程中需要采用不同类型设备和材料，并且利用“光学分析法”、“色谱法”、“电化学分析法”等不同试验方法进行分析。
另外，仪器分析速度相对较快，因此在进行大数据采样基础上，如果利用专业的软件技术进行数据采集分析，就能得到较为理想的分析结果。
例如在仪器分析时，可以通过远程操作模式来提升效率和结果的准确性。
化学分析方法：分析化学与仪器分析
化学分析方法：分析化学与仪器分析化学分析方法是通过一系列实验手段和技术手段，定量定性地研究和分析物质的成分、结构和性质的科学方法。
它在科学研究、工业生产以及环境保护等领域中起着重要的作用。
本文将介绍分析化学和仪器分析两个方面，并探讨其在化学分析方法中的应用。
分析化学是一门研究物质成分和性质的基础科学。
它通过化学分析方法，将物质进行分解和提取，利用化学反应、色谱分离、光谱、电化学等手段进行定量和定性分析。
分析化学的目标是准确地获得物质的成分和性质信息。
常用的分析化学方法包括重量分析、体积分析、光谱分析、电化学分析等。
重量分析是一种用于测定物质质量的方法。
通过称量和称重的操作，可以精确测定物质的质量。
重量分析方法常用于化学实验室中的定量分析和质量控制工作。
体积分析是一种以体积变化作为分析依据的方法。
其中最常见的是酸碱滴定法，根据酸碱中和反应的化学方程式，通过滴定剂溶液的定量滴加，确定待测溶液中物质的含量。
光谱分析是基于物质与光的相互作用原理的分析方法。
通过测量物质对光的吸收、发射、散射等特性，可以推断物质的成分和性质。
光谱分析包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱等。
电化学分析是利用电化学方法进行分析的一种手段。
它利用物质与电极之间的电荷转移反应，通过测量电流、电势和电荷量等参数，得到物质的信息。
常用的电化学分析方法有电位滴定法、电流法和电导法等。
与分析化学相对应的是仪器分析。
仪器分析利用先进的仪器设备，结合计算机技术和数据处理手段，实现对物质的高效快速分析。
仪器分析与传统的化学分析方法相比，具有自动化、精确性高、操作简单等优势。
常见的仪器分析方法包括色谱分析、质谱分析、光谱分析、电化学分析等。
色谱分析通过物质在固定相和流动相中的分配系数，实现对物质的分离和分析。
质谱分析则通过对物质离子的质量-荷比值进行测量，实现对物质成分和结构的分析。
光谱分析和电化学分析在仪器分析中同样具有重要的地位。
总之，化学分析方法在科学研究、工业生产和环境保护等领域中起着重要的作用。
化学分析和仪器分析方法比较与测定
能级跃迁
紫外-可见光谱属于电子跃 迁光谱。
电子能级间跃迁的同时总伴 随有振动和转动能级间的 跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级 间跃迁产生的若干谱线而 呈现宽谱带。
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
吸收光谱 Absorption Spectrum
S3
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准
光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化学 分析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。
光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过 测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来 进行分析的方法。
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙 红
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
互补光 黄绿
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不 同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长 λmax
（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线 形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的 吸收曲线形状和λmax则不同。
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量
X 传播方向
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
光学光谱区
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外
（真空紫外）
远红外
10nm~200nm 200nm 400nm 750 nm 2.5 m
50 m
~400nm ~ 750nm ~ 2.5 m ~ 50 m ~300 m
化学分析与仪器分析方法比较
• 特点：灵敏度高，速度快，操作简单，精 确度高
• 举例： ⑴硫酸铜晶体结晶水含量的测定 实验原理： 设硫酸铜晶体的化学式为： CuSO4·xH2O，则一摩尔晶体的质量为： 160+18x 克，失去结晶水后质量为：160 克， 结晶水的质量为：18x 克。实验时若称取 W1 克胆矾晶体，失去结晶水后质量为 W2 克，则（160+18x）÷18x＝W1÷（W1- W2） 由此可以计算出 x 的数值。
⑵用HCl标准溶液滴定待测NaOH溶液 反应方程式:HCl+NaOH=NaCl+H2O 原理：假设HCl标准溶液浓度为C1，消耗体 积为V1，待测液体积为V2，则可待测液的 浓度为：C2=C1V1/V2
仪器分析:以物质的物理和物理化学 性质为基础的分析方法
• 分类： ⑴光学分析方法：光谱法，非光谱法 ⑵电化学分析法 ：伏安法，电导分析法 等 ⑶色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细 管电泳 ⑷其他仪器方法：热分析
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法
• 分类：
（一）重量分析： 沉淀法 电解法 气化法 （二）滴定分析： 酸碱滴定 • 配位滴定 • 氧化学分析主要用于高含量和中含量组 分的测定。重量分析准确度很高，但操作 繁琐，速度较慢；滴定分析操作简单，易 于控制，速度较快且精度高。
化学分析化学与仪器分析
化学分析化学与仪器分析化学分析化学是研究物质组成和性质的科学领域，其核心是确定和测量样品中的化学成分。
它是一个重要的分析工具，在各个领域都有广泛的应用，包括环境科学、生物医学、食品安全等等。
仪器分析是化学分析的重要分支，广泛应用于各个领域。
仪器分析通过使用各种仪器和技术来测量和分析样品中的化学成分。
相比传统的手工分析方法，仪器分析更快速、精确和可靠。
1. 工作原理化学分析化学通过一系列的化学反应和物理测量手段来确定和测量样品中的化学成分。
它涉及到常见的定量和定性分析方法，如重量法、容量法、光谱法、电化学法等等。
仪器分析则是借助各种仪器和设备来进行样品分析。
常见的仪器包括质谱仪、光谱仪、色谱仪等等。
这些仪器通过测量样品与特定信号的相互作用，如质谱仪通过测量样品离子质量和相对丰度来进行分析，光谱仪则通过测量样品对不同波长光的吸收或发射来判断其化学成分。
2. 应用领域化学分析化学在各个领域都有广泛的应用。
在环境科学中，化学分析化学可以用于水质监测、空气污染物检测等。
在生物医学领域，化学分析化学则可以用于药物分析、体液分析等。
在食品安全领域，化学分析化学可以用于检测食品中的残留农药和重金属等有害物质。
仪器分析同样也有广泛的应用领域。
在制药工业中，仪器分析可用于药物质量控制和质量保证。
在石油和化工领域，仪器分析可以用于石油产品的分析和质量检测。
在环境监测中，仪器分析可以用于检测大气中的有害气体和水中的有害物质。
3. 仪器分析技术仪器分析涵盖了各种各样的仪器和技术。
其中一些常见的包括光谱分析技术、色谱分析技术、电化学分析技术等。
光谱分析技术是一种基于物质对不同波长光的吸收、散射或发射的特性进行分析的方法。
常见的光谱分析技术包括紫外可见光谱、红外光谱、质谱等。
色谱分析技术则是基于物质在液相或气相中的分配和迁移行为进行分析的方法。
常见的色谱分析技术包括气相色谱、液相色谱等。
电化学分析技术则是基于物质在电化学过程中的电流、电势和电荷量等特性进行分析的方法。
化学实验纯度分析方法
化学实验纯度分析方法实验室中，为了确保化学试剂和产品的质量，纯度的分析是必不可少的一项工作。
本文将介绍几种常用的化学实验纯度分析方法，包括物理性质分析法、化学性质分析法和仪器分析法。
一、物理性质分析法物理性质分析法是通过测量物质的某些物理性质来判断其纯度的方法。
常用的物理性质包括熔点、沸点、密度、折射率等。
1. 熔点法：熔点是物质从固态到液态的转变温度。
纯度较高的物质其熔点通常较为准确。
通过熔点仪可以测定物质的熔点，与已知纯品的熔点进行比较，从而判断物质的纯度。
2. 沸点法：沸点是物质从液态到气态的转变温度。
沸点也可以用来判断物质的纯度，纯品的沸点通常较为固定。
通过沸点仪可以测定物质的沸点，与已知纯品的沸点进行比较，来评估物质的纯度。
3. 密度法：纯度较高的物质其密度通常较为准确。
通过密度计可以测定物质的密度，与已知纯品的密度进行比较，判断物质的纯度。
4. 折射率法：折射率是物质对光的折射程度。
纯度较高的物质其折射率通常较为固定。
通过折射仪可以测定物质的折射率，与已知纯品的折射率进行比较，判断物质的纯度。
二、化学性质分析法化学性质分析法是通过观察物质在特定条件下的化学反应来判断其纯度的方法。
常用的化学性质包括溶解度、酸碱性等。
1. 溶解度法：溶解度是物质在一定温度和压力下溶于溶剂中的最大量。
纯度较高的物质其溶解度通常较大。
通过观察物质在溶剂中的溶解情况，可以初步判断物质的纯度。
2. 酸碱性法：物质的酸碱性也可以用来判断其纯度。
通过使用酸碱指示剂，观察物质与酸碱反应的颜色变化，可以初步判断物质的纯度。
三、仪器分析法仪器分析法是借助各种化学仪器对物质进行分析，以确定其成分和纯度的方法。
常用的仪器分析方法包括色谱法、质谱法、光谱法等。
1. 色谱法：色谱法是利用物质在固体或液体的固定相上的吸附和分离性质，通过分析各组分在流体移动相中的行为来确定其纯度。
常见的色谱法有气相色谱法和液相色谱法。
2. 质谱法：质谱法是利用物质分子在质谱仪中的碎片质量谱图来分析物质的成分和结构的方法。
仪器分析与化学分析的区别
立志当早，存高远仪器分析与化学分析的区别分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。
二者的区别主要有分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。
二者的区别主要有：一、分析的方法不同：化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
仪器分析（近代分析法或物理分析法）：是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。
这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备，故称为仪器分析。
仪器分析除了可用于定性和定量分析外，还可用于结构、价态、状态分析，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向。
二、仪器分析（与化学分析比较）的特点： 1. 灵敏度高，检出限量可降低。
如样品用量由化学分析的mL、mg 级降低到仪器分析的g、L 级，甚至更低。
适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。
2. 选择性好。
很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。
3. 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。
仪器分析的特点（与化学分析比较） 4. 相对误差较大。
化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。
多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。
5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。
三、仪器分析与分析化学的关系：二者之间并不是孤立的，区别也不是绝对的严格的。
a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。
许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、分离及干扰的掩蔽等）；同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法，要用标。
化学分析方法与仪器设备
化学分析方法与仪器设备化学分析是指通过实验手段对物质进行定性和定量分析的科学方法。
在化学研究和应用中，分析方法的选择和仪器设备的使用非常重要，它们直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常用的化学分析方法以及相关的仪器设备。
一、常用的化学分析方法1. 光谱分析法光谱分析法是一种利用物质与电磁辐射之间相互作用产生的光谱现象进行分析的方法。
常用的光谱分析法包括紫外可见光谱分析、红外光谱分析、质谱分析等。
其中，紫外可见光谱分析法常用于物质的定性和定量分析，红外光谱分析法常用于有机物的结构分析，质谱分析法常用于无机和有机化合物的定量分析。
2. 色谱分析法色谱分析法是一种将混合物中的组分按照溶解度、挥发性、极性等特性进行分离和测定的方法。
常用的色谱分析法主要包括气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱。
气相色谱常用于有机物的分离和定性分析，液相色谱常用于无机、有机物和生物大分子的分析，超高效液相色谱在最近几年得到广泛应用，具有分离效率高、分析速度快的特点。
3. 电化学分析法电化学分析法是一种利用电化学原理进行分析的方法。
常用的电化学分析法包括电位滴定法、电位扫描法、电导法和极谱法等。
电化学分析法主要用于溶液中有机无机物的含量测定、溶液的PH值测定以及电极催化反应等。
4. 元素分析法元素分析法是一种用于分析样品中元素含量的方法。
常用的元素分析法主要包括单质法、滴定法、电导法和比色法等。
元素分析法广泛应用于环境、食品、药品等领域，是对材料进行组成分析的重要手段。
二、相关的仪器设备1. 光谱仪光谱仪是用于光谱分析的仪器设备，能够测定样品在电磁辐射下的吸收、散射、发射等光谱信息。
常见的光谱仪有紫外可见光谱仪、红外光谱仪和质谱仪等。
2. 色谱仪色谱仪是用于色谱分析的仪器设备，能够将混合物中的组分按照特性进行分离和测定。
常见的色谱仪有气相色谱仪、液相色谱仪和超高效液相色谱仪等。
3. 电化学分析仪电化学分析仪是用于电化学分析的仪器设备，能够测定样品在电化学过程中的电位、电流等参数。
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化学分析与仪器分析方法比较
项目 物质性质 测量参数
误差 组分含量 理论基础
化学分析法 （经典分析法）
化学性质
体积、重量
0.1 % ~0.2 % 1 % ~ 100%
化学、物理化学
仪器分析法 （现代分析法）
物理、物理化学性质
吸光度、电位、发射强度等 等
1 % ~ 2% 或更高 <1% ~ 单分子、单原子
化学、物理、数学、电子学、 生物、等等
解决问题
2020/7/30
定性、定量
定性、定量、结构、形态、 能态、动力学等全面的信息
analytical chemistry
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仪器分析的特点
优点是六个字：高、快、好、少、自、广
高 灵敏度高(可测痕量物质) 相对灵敏度(相对含量) 10-10% 绝对灵敏度(物质的质量) 10-12g
2020/7/30
analytical chemistry
5
分析化学发展趋向
➢ 高灵敏度――单分子(原子)检测 ➢ 高选择性――复杂体系(如生命体系、中药) ➢ 原位、活体、实时、无损分析 ➢ 自动化、智能化、微型化、图像化 ➢ 高通量、高分析速度
2020/7/30
analytical chemistry
快 分析速度快.几秒钟可完成一次分析 好 选择性好.可不经分离而直接测定 少 试样用量少. μL 、μg 级 自 自动化程度高.可以进行在线分析 广 应用广泛.涉及各个领域 不足是：仪器昂贵、难以维护、需要专门人才.相对误 差大，准确度不高。
2020/7/30
analytical chemistry
❖ 质量检验：食品质量与安全检测、“三废”处 理、产品质量与安全检测
❖ 在尖端科学研究中：超纯物质、
原子能材料 复合材料 特种功能材料
2020/7/30
analytical chemistry
8
分析化学的分类
按分析对象分类
---鉴定试样由哪些元素、离子、
无机分析
原子团或化合物组成；各组分含
（无机化合物） 量是多少
化学分析和仪器分析 方法
2020/7/30
analytical chemistry
1
什是化学
化学（chemistry）是一门在原子、分子 水平上研究物质的组成、结构、性质、 变化、制备和应用的自然科学。
2020/7/30
analytical chemistry
2
化学的学科分类
无机化学：研究元素、单质和无机化合物的来源、制 备、结构、性质、变化和应用的一门化学分支 。
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分析化学的任务
分析 化学 任务
定性分析
---鉴定物质由哪些元素或离子组 成；确定有机物官能团及分子结构
定量分析 ---测定物质各组成部分的含量
2020/7/30
analytical chemistry
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分析化学的作用
❖ 提供信息：新物质鉴定、遗传密码、物质结构、 药物、引进产品“消化”和吸收、犯罪现场调 查
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化学分析的特点
化学分析一般可用于常量和高含量成分 分析，准确度较高，误差小于千分之几。 不需要昂贵的仪器。 是一种绝对方法。 有些方法操作繁琐，耗时较长. 不能测定微量或痕量组分。
2020/7/30
analytical chemistry
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定量的方式比较
化学分析法——绝对定量（根据样品的 量、反应产物的量或所消耗试剂的量及 反应的化学计量关系，通过计算得待测 组分的量。） 仪器分析法——相对定量（标准工作曲 线）
2020/7/30
analytical chemistry
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滴定分析法
将一种标准溶液滴加到待测物质的溶液中，直到与待测物质按化学计 量关系定量反应为止，然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计 算待测物质含量的方法。 简便、快速；适于常量分析；准确度高；应用广泛 ➢ 酸碱滴定法：质子转移 ➢ 络合滴定法：生成络合物 ➢ 氧化还原滴定法：电子转移 ➢ 沉淀滴定法：生成沉淀 能用于滴定分析的化学反应必须具备哪些条件？
3
分析化学发展简史
分析化学历史悠久 无机定性分析曾一度是化学科学的前沿 公元一世纪橡子提取物检验铁 十七世纪Boyle将石蕊作酸碱指示剂 1751年Margraf 硫氰酸盐检验Fe(III)
2020/7/30
analytical chemistry
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发展阶段:
一、 20世纪起初的20-30年间分析化学发展成为一门独立的 学科物理化学的溶液理论发展，推动化学分析快速发展。沉 淀的形成和共沉淀；指示剂变色原理；滴定曲线和终点误差
分析 对象
有机分析 ---元素分析；官能团分析和结构 （有机化合物） 分析
2020/7/30
analytical chemistry
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按测定原理或分析方法分类
测定 原理
化学分析
---以物质的化学反应为基础； 滴定分析法和重量分析法
仪器分析
---以物质的物理和物理化学性质 为基础；物理和物理化学分析方 法；光学分析法、电化学分析法、 色谱分析法、质谱分析法、放射 化学分析法
有机化学：有机化学是研究有机化合物的来源、制备、 结构、性质、应用以及有关理论的科学 。
物理化学：物理化学是以物理的原理和实验技术为基 础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体 系中特殊规律的学科 。
分析化学：研究物质化学组成、含量、结构的分析方 法及有关理论的一门学科.
2020/7/30
analytical chemistry
二、20世纪40年代，仪器分析的发展
分析化学与物理学及电子学结合的时代。
原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材料，99.99999％， 砷化镓，要测定其杂质，化学分析法无法解决，促进了仪器 分析和各种分离方法的发展。
三、 20世纪70年代以来, 分析化学发展到分析科学阶段
现代分析化学把化学与数学、物理学、计算机科学、精密 仪器制造、生命科学、材料科学等学科结合起来，成为一门 多学科性的综合科学
2020/7/30
analytical chemistry
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化 学 分 析
分 析 化 学
仪 器 分 析
重量分析 滴定分析
电化学分析 光化学分析 色谱分析 波谱分析
酸碱滴定
配位滴定
氧化还原滴定
沉淀滴定
电导、电位、电解、库仑 极谱、伏安
发射、吸收，荧光、光度 气相、液相、离子、超临 界、薄层、毛细管电泳
2020/7/30
analytical chemistry
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我们生产中计划进行的部分检测
氧化铁中主含量，氧化亚铁，二氧化硅 ， 干燥失重，铝，锰，钙，钾，钠
磷酸二氢锂主含量钾，钠，铅，铁，钙， 氯离子，硫酸根离子
炭黑吸碘值,DBP吸收值，加热减量 磷酸亚铁锂碳复合材料 铁，锂，磷，碳
电化学检测，粒度，振实密度等