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【学习目标】
掌握分析化学的任务和作用。
熟悉分析方法的分类、分析化学的学习方法。
了解分析化学的发展趋势。
引 子
英国著名物理学家和化学家罗伯特·波义耳（Robert Boyle，1627-1691）活跃于许多研究领域，特别是今天应用广泛的分析化学。他的主要贡献：第一个引入并使用“化学分析”一词；最早发明酸碱指示剂；创立了许多定性检测盐类的方法；测定了许多固体和液体的比重；第一位真正的临床分析化学家，最早发现血液中存在氯化钠和铁；17世纪发光现象研究领域中最出色的实验家之一，对磷光、生物发光、化学发光和荧光现象进行广泛的研究；提出检出限量的概念等。总之，波义耳作为“分析化学之父”是当之无愧的。
分析化学是研究获取物质化学组成、结构和形态等化学信息的有关理论和技术的一门科学。分析化学是化学学科的一个重要分支，其主要任务是鉴定物质的化学组成、测定物质组分的相对含量及确定物质的化学结构。
分析化学作为一门重要的科学，不仅为化学的各个分支学科提供有关物质的组成和结构信息，并且在医药卫生、国民经济建设、科学研究及学校教育等方面发挥着十分重要的作用，具有极其重要的实际意义。
在医药卫生领域中，分析化学发挥着非常重要的作用。如在药品检验、新药研发、中药研究、病因调查、生化检验、临床检验、食品卫生检验、环境分析及三废处理等，都需要应用分析化学的理论、方法和技术。
在国民经济建设中，许多领域的生产和研究都离不开分析化学。如自然资源的开发和利用，工业生产原料、中间体、成品的质量控制与自动检测及新产品的研制，农业生产对土壤成分、化肥、农药和粮食的分析及农作物生长过程的研究分析，国防建设和航空航天技术对新材料、新能源的研究利用等，都离不开分析化学的方法和技能。因此，分析化学是工农业生产的“眼睛”，国民经济和科学技术发展的“参谋”，产品质量控制的保证。
在科学研究方面，分析化学的作用已经远远超出化学领域，在生命科学、材料科学、能源科学、环境科学、海洋科学、物理学等许多科学领域中，都需要清楚物质的组成、含量、结构等各种信息。如在当今以生物科学技术和生物工程为基础的“绿色革命”中，分析化学在细胞工程、基因工程、蛋白质工程、发酵工程及纳米技术的研究方面均发挥着重要作用。所以，分析化学的发展水平是衡量一个国家科学技术水平发展的重要标志之一。
在医药卫生教育中，分析化学是一门重要的专业基础课，其基本理论、基本知识和实验技能在专业课中都有广泛的应用。通过学习分析化学，不仅能掌握分析方法的有关理论及操作技能，而且能够掌握科学研究的方法，培养和提高分析问题、解决问题的能力，牢固建立“量”的概念，形成严谨、科学的习惯，对学生综合素质的全面发展将会起到重要作用。
分析方法的种类较多，根据具体分析任务、分析对象、方法测定原理、试样用量、被测组分含量和要求的不同，分为许多不同的类别。以下主要介绍三种分类方法。
根据分析任务不同将分析化学分为定性分析、定量分析、结构分析。
1.定性分析 定性分析的任务是鉴定物质的化学组成，即鉴定物质由哪些元素、离子、原子团、官能团或化合物所组成。
2.定量分析 定量分析的任务是测定物质中有关组分的相对含量。
3.结构分析 结构分析的任务是研究物质的化学结构。
在实际工作中，如果所分析物质的成分是未知的，则先要进行定性分析，然后再进行定量分析。因为只有确定物质中所含的组分，才能选择合适的方法来测定各组分的相对含量。
根据分析方法原理不同将分析化学分为化学分析、仪器分析。
1.化学分析法 利用物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法。化学分析法历史悠久，又称为经典分析法，主要包括重量分析法和滴定分析法。
（1）重量分析法 根据被测物质在化学反应前后的重量差来测定组分含量的方法。即用适当的方法将被测组分与样品中其他组分分离，转化为一定的称量形式，进行称量，根据称量形式的重量来计算被测组分含量。此法准确度较高，但操作烦琐、费时。
（2）滴定分析法 根据一种已知准确浓度的试剂溶液（滴定液）与被测物质按照化学计量关系完全反应时所消耗的体积及其浓度来计算被测组分含量的方法。根据滴定液与被测物质反应的类型不同，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。
滴定分析法应用范围广，仪器简单，操作简便，分析结果准确，但对试样中微量组分的分析不够灵敏，不能满足现代快速分析的要求。
2.仪器分析法 以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法。根据物质的某种物理性质（如相对密度、折光率、沸点、熔点、颜色等）与组分的关系，不经化学反应直接进行分析的方法，称为物理分析法；根据被测物质在化学反应中的某种物理性质与组分之间的关系而进行分析的方法，称为物理化学分析法。此方法需要用到比较复杂、精密的仪器，故称为仪器分析法。
根据试样用量的多少，分析方法可分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析，见表1-1。
表1-1 各种分析方法的试样用量
此外，根据被测组分含量高低不同，定量分析方法又可分为常量组分（含量>1%）、微量组分（含量0.01%～1%）和痕量组分（含量<0.01%）分析。痕量组分分析不一定是微量分析或超微量分析，因为有时测定痕量组分要取大量样品。
化学分析法一般适用于常量组分或半微量组分分析，仪器分析法通常适用于微量组分或痕量组分的分析。
分析化学是化学分支学科发展最早并始终处于前沿地位的自然科学，被称之为“现代化学之母”。分析化学的发展基础是解决更多、更新、更复杂的学科问题和社会问题，即分析化学的发展决定于实践的需要。分析化学的发展经历了三次巨大的变革。
第一次变革是在20世纪初，由于物理化学的发展，为分析技术提供了理论基础，建立了溶液中四大平衡理论，使分析化学从一门技术发展成一门科学，进入分析化学与物理化学结合的时代。
第二次变革是在20世纪30年代后期直到60年代。物理学、电子学、半导体及原子能工业的发展促进了分析中物理方法的发展，快速、灵敏的仪器分析获得蓬勃发展，分析化学突破了以经典化学分析为主的局面，开创了仪器分析的新时代，进入分析化学与物理学、电子学结合的时代。
20世纪70年代以来，分析化学正处在第三次变革时期。由于以计算机应用为主要标志的信息化时代的来临，为科学技术的发展带来巨大的活力，随着生命科学、环境科学、宇宙科学、新材料科学、新能源科学、化学计量学等的发展，以及基础理论、测试手段的不断完善，使分析化学进入了一个崭新的境界。
第三次变革要求不仅能确定分析对象中的元素、基团和含量，而且能获得原子的价态、分子的结构及聚集态、固体的结晶形态、短寿命反应中间产物的状态等多方面的信息。不但能提供空间分析的数据，而且可做表面、内层和微区分析，甚至三维空间的扫描分析和时间分辨数据，尽可能快速、全面和准确提供丰富的信息和有效的数据。总之，现代分析化学已经突破了纯化学学科领域，将化学与数学、物理学、计算机科学、生物学及精密仪器制造科学等紧密结合起来，汲取当代科学技术的最新成果，研究建立新方法与新技术，发展成为一门融合了多学科的综合性学科，成为当代最富有活力的学科之一。分析化学的发展方向是高灵敏度（达原子级、分子级水平）、高选择性（复杂体系）、快速、简便、经济、自动化-数字化-分析方法的联用，并向智能化、信息化纵深发展。
分析化学的学习没有捷径可循，但要注意科学的学习方法。
1.调整好学习心态，增强信心。做好预习，争取主动，安排好学习计划，提高学习效率。认真听课，勤于思考，积极主动地参加教学活动。适时复习，举一反三，总结规律，做到熟练掌握，灵活运用，融会贯通，使知识条理化、系统化、网络化。
2.重视实践能力的培养。分析化学是一门以实践为基础的学科，既要重视理论知识的掌握，更要重视实践技能的训练。把应试学习变为创新、探索性学习，通过实践活动培养实事求是、严谨治学的科学态度。
3.重视自学能力的培养。当今的教育是终身教育，知识财富的创造速度非常之快，需要不断学习、更新知识来适应社会的发展，创造性地解决实际问题，培养自学能力是非常重要的。掌握知识是提高自学能力的基础，而提高自学能力又是掌握知识的重要条件，两者相互促进。为此提倡有目的地阅读一些参考资料，有助于加深对所学知识的理解，提高学习兴趣，并充分利用网络资源，拓宽知识面，体验自主学习的乐趣。
总之，分析化学的学习，不仅要学习基本知识、原理和方法，更主要的是培养科学的思维方式，善于总结归纳，抓住关键，找联系，寻规律，做到多听、多思、多问、多记、多看、多练。这样一定能获得理想的学习效果，自由遨游在化学知识的海洋中。
本章主要介绍分析化学的任务和作用、分类、发展趋势及学习方法。
1.基本概念：分析化学、定性分析、定量分析、结构分析、化学分析、仪器分析。
2.分析化学的主要任务：鉴定物质化学组成、测定物质组分的相对含量及确定物质的化学结构。
3.分析化学的分类：按分析任务分为定性分析、定量分析及结构分析；按分析方法原理分为化学分析（重量分析、滴定分析）、仪器分析（电化学分析法、光学分析法、色谱法等）；按试样用量分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析。
复习思考
一、选择题
1.根据分析任务不同将分析化学分为（ ）
A.无机分析、有机分析 B.定性分析、定量分析和结构分析
C.常量分析、微量分析 D.重量分析、滴定分析
2.常量分析称量试样质量一般在（ ）
A.>0.1g B.0.1～0.01g C.10～0.1mg D.<0.1mg
3.微量分析量取试样体积一般在（ ）
A.>10mL B.10～1mL C.1～0.01mL D.<0.01mL
4.滴定分析法属于（ ）
A.色谱法 B.光谱法 C.化学分析法 D.光学分析法
5.根据分析方法原理不同将分析化学分为（ ）
A.常量分析、微量分析 B.化学分析、仪器分析
C.重量分析、滴定分析 D.光学分析、色谱分析
二、判断题
1.分析化学是研究获取物质化学组成、结构和形态等化学信息的有关理论和技术的一门科学。（ ）
2.依据分析原理的不同，将分析化学分为化学分析和仪器分析。（ ）
3.化学分析法是利用物质的化学反应为基础的分析方法。（ ）
4.化学分析法一般适用于微量组分或痕量组分的分析。（ ）
5.仪器分析法是以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法。（ ）
6.仪器分析法通常适用于常量组分或半微量组分分析。（ ）
三、简答题
1.分析化学的定义及其主要任务。
2.简述分析化学的分类。