一．分析化學的任務

1．確定物質(zhì)的化學組分                  ——定性分析

   （由那些元素、離子、官能團或化合物組成）               成分分析

  2．測定有關(guān)成分的含量                  ——定量分析

  3．確定物質(zhì)中原子間結(jié)合方式            ——結(jié)構(gòu)分析

        （化學結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、空間分布等）

分析化學 是 獲取物質(zhì)化學組成和結(jié)構(gòu)信息的科學。

（本課程將以與衛(wèi)生檢驗專業(yè)關(guān)系密切的“成分分析”為基本內(nèi)容，主要討論成分分析的定量分析中的各種基本方法）

二．分析方法的分類（根據(jù)分析化學任務、分析對象、分析原理、操作方法等分為多種分類）

1．定性、定量、結(jié)構(gòu)分析——根據(jù)分析化學任務

2．無機分析與有機分析——根據(jù)分析對象

元素、離子、化合物等

  官能團、空間結(jié)構(gòu)等

3．化學分析與儀器分析——根據(jù)分析原理

            化學分析：以物質(zhì)的化學反應為基礎(chǔ)的分析方法

            （歷史悠久，是分析化學的基礎(chǔ)，故又稱經(jīng)典分析方法）

     化學定性分析：根據(jù)反應現(xiàn)象、特征鑒定物質(zhì)的化學組成

     化學定量分析：根據(jù)反應中反應物與生成物之間的計量關(guān)系測定各組分的相對含量。

使用儀器、設(shè)備簡單，常量組分分析結(jié)果準確度高，但對于微量和痕量（<0.01%）組分分析，靈敏度低、準確度不高。

            儀器分析：以物質(zhì)的物理或物理化學性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法（光化學、電化學、熱、磁、聲等）

需要精密儀器；

①電化學分析法：電位法、電導法、庫侖法、伏安法等；

②光學分析法：紫外及可見分光光度法、原子吸收分光光度法、分子熒光法、 紅外分光光度法等；

③色譜分析法：液相色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等；

④電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法；

⑤質(zhì)譜法；

⑥核磁共振波譜法；

⑦流動注射分析法；等。

特點：快速、靈敏，所需試樣量少，適于微量、痕量成分分析。（但 對常量組分準確度低）

4．常量、半微量、微量分析、超微量分析——根據(jù)操作方法及用量

                  表1     各種分析方法的試樣用量

           方   法             試樣質(zhì)量（mg）       試樣體積（ml）

           常 量 分 析              >100                 >10

           半微量分析              10-100                1-10

           微 量 分 析             0.1-                 0.01-

           超微量分析              <0.1                 <0.01

化學定量分析：主要采用常量分析方法；

儀器分析：主要用于進行微量、超微量分析。

*常量組分分析、微量組分分析、痕量組分分析——待測組分含量

      常量組分      微量組分      痕量組分

        >1%         0.01%-1%       <0.01%

以上兩種概念不能混淆，如痕量組分分析不一定是微量分析：自來水中痕量污染物分析是常量分析。

5.常規(guī)分析和仲裁分析——根據(jù)分析目的

  （例行分析和裁判分析）

三. 定量分析結(jié)果的表示

通常以單位質(zhì)量或單位體積 (m_S、V_s) 中被測物質(zhì)的量來表示。

固體樣品： 用組分的質(zhì)量分數(shù) (w) 表示，計算公式為

m_B ——被測組分質(zhì)量，m_S——樣品的質(zhì)量

    若被測組分為常量組分，m_B的數(shù)值仍可用百分率（%）表示，如ω_B=0.3567  則可計為35.67%;

    若被測組分為微量組分，m_B可用指數(shù)形式表示：如ω_B =3.2×10^-5

液體樣品: 用  物質(zhì)的量濃度  c:：mol/L, mmol/L, mmol/L

              物質(zhì)的質(zhì)量濃度：r: g/L, mg/L,  mg/L

氣體樣品: 用  質(zhì)量濃度  mg/m³,

              體積分數(shù) (j) ml/m³

四. 分析化學中的法定計量單位

我國國務院于1984年2月27日發(fā)布了《關(guān)于在我國統(tǒng)一實行法定計量單位的命令》，要求自1991起，我國的計量單位一律采用《中華人民共和國法定計量單位》。

（一）中華人民共和國法定計量單位

我國的法定計量單位（簡稱法定單位）由國際單位制（standard  international unit SI）計量單位和國家選定的其他計量單位構(gòu)成，包括以下幾個部分：

（基礎(chǔ)單位，輔助單位，導出單位，非國際單位制單位，組合形式的單位，十進倍數(shù)和分數(shù)單位）

            國際單位制的基本單位（教材附錄二，表1）  基礎(chǔ)單位

            國際單位制的輔助單位（教材附錄二，表2）  輔助單位

            國際單位制中具有專門名稱的導出單位（教材附錄二，表3）  由SI基本單位和輔助單位借助于乘、除等數(shù)學符號，通過代數(shù)式表示的單位。

            國家選定的非國際單位制單位（教材附錄二，表4）  在我國使用廣泛的重要單位

            由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位  如：mol/L，m³

            由詞頭和以上單位所構(gòu)成的十進倍數(shù)和分數(shù)單位（教材附錄二，表5）詞頭+主單位，如：mmol，nmol等

（二）分析化學中常用的物理量及法定計量單位

1．質(zhì)量  法定計量單位：千克或公斤_名稱（kg）_符號、克（g）、毫克（mg）、噸（t）、原子質(zhì)量單位（u）等

應廢除的質(zhì)量單位及符號：斤、市斤、磅（lb）等

[u是統(tǒng)一原子質(zhì)量的計量單位，1u等于一個¹²C原子質(zhì)量的十二分之一，約為1.6605655×10^-27kg，元素的原子量就是其原子質(zhì)量為1u的幾倍，稱為“相對原子量”（Ar）。]

2．物質(zhì)的量  法定計量單位：摩爾_名稱（mol）_符號、或毫摩（mmol）、皮摩（pmol）等

應廢除的單位名稱：克分子數(shù)、克原子數(shù)、克離子數(shù)以及摩爾數(shù)等

   物質(zhì)的量是量的名稱，物質(zhì)B的物質(zhì)的量n_B是以Avogadro（A）常數(shù)為計數(shù)單位來表示物質(zhì)的指定的基本單元是多少的一個物理量。

   物質(zhì)的量的單位名稱是摩爾，它所包含的基本單元數(shù)與0.012kg¹²C的原子數(shù)目（約為6.023×10²³）相等，在使用摩爾時應指明基本單元：原子、離子、分子、電子等粒子，或是這些粒子的特定組合。

   摩爾質(zhì)量（M）的定義： 物質(zhì)的質(zhì)量除以該物質(zhì)的物質(zhì)的量  即

M= m/n，   其單位為kg/mol、g/mol 。

3．物質(zhì)的量濃度  簡稱“濃度”，物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度定義為：物質(zhì)B的物質(zhì)的量n_B與溶液體積V之比，符號為c_B

法定單位為：摩（爾）每立方米（mol/m³）、摩每升（mol/L）、mmol/L、mmol/L、nmol/L等

   質(zhì)量m、M_B、n_B間的關(guān)系：  m = n_BM_B   =c_BM_BV

當已知物質(zhì)的相對分子量時，使用物質(zhì)的量濃度；物質(zhì)的相對分子量未知時，暫用物質(zhì)的質(zhì)量濃度 克每升（g/L）、毫克每升（mg/L）等。

*注意：物質(zhì)的量濃度單位mol/L和質(zhì)量濃度單位g/L中，分子可以加各種詞頭，但分母統(tǒng)一用升（L），一般不能加詞頭，如：nmol/L、mg/L等。

4．長度  法定計量單位：米（m）、厘米（cm）等，應廢除的單位和名稱：公尺、市尺、尺、公分、英寸、A等

5．體積  法定計量單位：立方米_名稱（m³）_符號、升（L）、毫升（mL）、微升（mL）等

應廢除的單位名稱和符號：是立升、公升、CC等

6．量、單位和符號的使用規(guī)則 

            每一個物理量都有一個規(guī)定的符號和一個單位名稱，它的倍數(shù)或分數(shù)單位應由這個單位加詞頭構(gòu)成

量的符號：用斜體拉丁文或希臘字母表示；

    單位符號：一律用正體字母，來源于人名時符號第一字母為大寫體，其余一律用小寫；

詞頭：一律用正體，10⁶及其以上符號用大寫，其余一律用小寫。

            不能用詞頭代替單位，不能重疊使用詞頭；

            國際符號可用于一切場合；單位與詞頭名稱，一般只宜在敘述性文字中使用，不要用于公式、圖表中。

(二)我國法定計量單位使用方法及主要注意事項：

    1．組合單位的中文名稱與其符號表示的順序一致。符號中的乘號沒有對應的名稱，除號的對應名稱為“每”字，無論分母中有幾個單位，“每”字只出現(xiàn)一次。

    例如：比熱容單位的符號是J/（kg·K）,其單位名稱是“焦耳每千克開爾文”而不是“每千克開爾文焦耳”或“焦耳每千克每開爾文”。

    2．單位符號的字母一般用小寫體，若單位名稱來源于人名，則其符號的第一個字母用大寫體。

    例如：時間單位“秒”的符號是s。壓力、壓強的單位“帕斯卡”的符號是Pa。

    3．詞頭符號的字母當其所表示的因數(shù)小于10⁶時，一律用小寫體，大于或等于10⁶時用大寫。

    4．由兩個以上單位相乘構(gòu)成的組合單位，其符號有下列兩種形式：N·m、 Nm，若組合單位符號中某單位的符號同時又是某詞頭的的符號，并有可能發(fā)生混淆時，則應盡量將它置于右側(cè)。

    例如：力矩單位“牛頓米”的符號應寫成Nm，而不宜寫成mN，以免誤解為“毫牛頓”。              

    5．質(zhì)量的詞頭要加在g（克）的前面。例如：mg、Mg；但g（克）的前面不許加h（百）、da（拾）、d（分）、c（厘）這四個詞頭。如：10g不能寫成1dag；120g不能寫成1.2hg；質(zhì)量單位加詞頭時不許在kg（千克）的前面加詞頭，例如：mkg、kkg是不允許的。

    6．單位與詞頭的名稱，一般只宜用于敘述性文字中，單位和詞頭的符號可用于公式、數(shù)據(jù)表、曲線表、刻度盤和產(chǎn)品名牌等需要表示的地方，也可用于敘述性文字中；應優(yōu)先采用符號。

    7．選用SI單位的倍數(shù)單位或分數(shù)單位，一般應使量的數(shù)值處于0.1～1000范圍內(nèi)。 

    例如：1.2×10⁴N可以寫成12Kn;0.00394m可以寫成3.94mm；11401Pa可以寫成11.401kPa；3.1×10^-3可以寫成31ns。

    某些場合習慣使用的單位可以不受上述限制。

五．分析化學的作用和發(fā)展趨勢

（一）分析化學的作用

    “分析化學”是化學學科的一個重要分支，它不僅對化學各學科的發(fā)展起著重要作用，而且在醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、資源開發(fā)等許多領(lǐng)域中都有廣泛的應用（都需要分析化學的理論、知識和技術(shù)）。

1. 化學學科 

只要涉及到物質(zhì)及其變化的研究都需要使用分析化學的方法，如：質(zhì)量不滅定律的證實（18世紀中葉）、原子量的測定（19世紀前半期）、門捷列夫周期律的創(chuàng)建（19世紀后半期）、有機合成、催化機理、溶液理論等的確證。

2. 醫(yī)、藥、衛(wèi)生 

臨床醫(yī)學中用于診斷和治療的臨床檢驗；預防醫(yī)學中環(huán)境檢測、職業(yè)中毒檢驗、營養(yǎng)成分分析等；法醫(yī)學的法醫(yī)檢驗、藥學領(lǐng)域的藥物成分含量的測定、藥物藥代動力學及新藥的藥物分析等：

水中三氮（NH₃、HNO₂、HNO₃）的測定；水中有毒物質(zhì)的測定（Pb、Hg、HCN等）；食品、蔬菜等中Vc的測定，農(nóng)藥殘留量的檢測；血液中有毒物質(zhì)的測定；血液中藥物濃度的分析；血液、頭發(fā)中微量元素的分析等等。

3. 生命科學

確定  糖類、蛋白質(zhì)、DNA、酶以及各種抗原抗體、激素及激素受體的組成、結(jié)構(gòu)、生物活性及免疫功能等：分光光度法、化學發(fā)光法、色譜法、等。

4. 工業(yè) 

資源勘探，生產(chǎn)原料、中間體、產(chǎn)品的檢驗分析，工藝流程的控制，產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗，三廢的處理等；

5. 農(nóng)業(yè)  水土成分調(diào)查，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，細胞工程、基因工程、發(fā)酵工程等

6. 國防  核武器的燃料、武器結(jié)構(gòu)材料、航天材料及環(huán)境氣氛的研究

（二）分析化學的發(fā)展

    分析化學是近年來發(fā)展最為迅速的學科之一，這是同現(xiàn)代科學技術(shù)總的發(fā)展密切相關(guān)的�，F(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展就給分析化學提出了越來越高的要求，同時由于各門學科向分析化學滲透，也向分析化學提供了新的理論、方法和手段，使分析化學不斷豐富和發(fā)展。

對分析化學的要求：快速、準確、非破壞性、高靈敏度、高選擇性、遙測、自動化、智能化等

分析化學的發(fā)展趨勢：為獲取物質(zhì)盡可能全面的信息、進一步認識自然、改造自然，需要儀器化、自動化，快速跟蹤、無損、在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展；現(xiàn)代分析化學的任務已不只限于測定物質(zhì)的組成、含量和結(jié)構(gòu)，而是要對物質(zhì)的形態(tài)確定物質(zhì)的存在形態(tài)（氧化—還原態(tài)、配位態(tài)、結(jié)晶態(tài)等）、微區(qū)、薄層及化學生物活性等作出瞬時追蹤。

*與我們聯(lián)系密切的是：  分析化學與生物學的結(jié)合和交叉方面工作：生命科學及醫(yī)學中的分析化學，即從分子水平上研究生命的過程；環(huán)境科學、食品科學、醫(yī)藥科學中的痕量分析、微區(qū)分析、表面分析、形態(tài)分析和結(jié)構(gòu)分析的水平的提高。

*分析化學課程的特點：  基本理論與實踐緊密結(jié)合，通過嚴格的實驗訓練，培養(yǎng)認真的科學態(tài)度及獨立進行精密科學實驗的技巧提高分析問題和處理問題的能力，為后繼課程的學習以及從事科學研究和生產(chǎn)工作打下良好的基礎(chǔ)。

化學分析法是儀器分析法的基礎(chǔ)：對于大部分元素，只要組分的含量不是很小，化學分析法的準確度是其他方法所不及的�；瘜W分析法中除滴定分析法需要純物質(zhì)用于標定外，無需其它標準物質(zhì)。而許多儀器分析法需要與試樣組成相似的標準物質(zhì)作標準之用，有時要合成標準或用化學分析法先分析標準；有時在用儀器分析法測定前，試樣要經(jīng)過化學處理，如試樣的溶解，干擾物質(zhì)的分離等，這些都是在化學分析法的基礎(chǔ)上進行的，所以，化學分析法是儀器分析法的基礎(chǔ)。