如何加强化学分析中的化学计量的重要作用

苏文捷

【摘 要】化学计量是近年来在计量科学中较活跃的专业之一，它是生产、科研和科技发展必要的技术基础由于人们对化学计量这一新生事物缺乏了解和对化学计量的真正概念不太清楚，再加上传统观念的计量就是检定仪器的影响，就容易产生化学分析就是化学计量。化学分析是根据定量化学反应的计量关系，对待测组分进行分析测试的过程。化学分析过程经常包含多个繁琐的步骤，往往需要经过一系列的复杂操作步骤才能得到化学分析的测试数据。本文主要探讨化学计量在化学分析中的重要作用。

【关键词】化学计量；化学分析；重要作用

1化学计量体系的组成和特点

只有能够满足某种用途需要的化学测量才是有效的测量，溯源性决定了测量的可比性，可靠性决定了测量的有效性。这正是化学计量体系所贯彻的基本思路，也是实现有效化学测量所遵循的原则。化学计量体系由标准物质、化学测量能力和量值传递或溯源的基础设施三个方面组成。其中标准物质是化学计量体系组成的核心，国家最高级化学计量实验室有责任建立并维护好这些标准；化学测量能力是国家最高级化学计量实验室必须具备的将国家标准与其它国家的标准进行比对的能力，这些比对所用方法必须能产生带有不确定度的可溯源结果，并且与国家标准进行比较。化学计量体系的影响和作用取决于它的测量结果和量值传递的有效性和彻底性，采用有证标准物质对仪器设备进行检定或校准是化学特性传递的主要方式之一。

2化学计量的概述

所谓化学计量就是研究化学测量量值的溯源性及其测量方法与测量准确度的学科，溯源性是通过连续的比较链使计量结果能够与有关的计量基准（国家或国际计量基准）联系起来的特性。

化学计量除了研究化学计量基准、标准器具、标准物质和测量技术而且还在国际或国家范围内统一化学成份及物理化学特性量值，进行量值传递，其基本单位是“摩尔”。化学计量所进行的量值传递，是通过检定将国家基准所复现的计量单位量值通过标准逐级传递到工作用计量器具，以保证对被测对象所测得的量值的准确和一致。量值传递是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果准确可靠的基础。很显然，没有量值传递，量值也就无源可溯，更谈不上统一量值了。化学分析实验过程中控制误差，提高分析准确度的方法常以减小测量误差来保证分析结果的准确度；增加平行测定次数，减小随机误差；采用对照试验检验系统误差，以空白试验、仪器校准，其他方法校正的方法消除系统误差。

3化学分析中的误差来源

3.1仪器或试剂不合格

仪器或试剂不合格引起的误差也属于系统误差，例如使用的天平的灵敏度达不到工作要求，祛码质量不准确，容量瓶、滴定管的刻度未经过核正检定等，又如蒸馏水和试剂的纯度不够，使用了过期的标准溶液等均可产生仪器或试剂误差。

3.2分析方法选择不当

化学分析结果的准确度首先取决于分析方法的选择和方法对样品的适用性。通常化学分析法适用于常量分析，用于微量分析时得到的数据比用仪器分析得到的结果较差。即便是我们常量成分的分析，化学分析方法也会产生较大的误差，如在滴定过程中，由于反应进行得不完全，化学计量总和滴定终点不相符合，以及由于条件没有控制好和发生副反应等原因，都会引起系统的测定误差。

3.3分析过程中实验人员操作不当

由于实验人员操作不当或经验不足而引起的分析误差，属于系统误差，这类误差在实验过程中可以重复出现。例如，在实验过程中不考虑试样的具体情况而盲目取样，就会造成样品的代表性不强。又比如，在试样处理过程中因使用了不适合的溶剂，导致溶样不全或温度控制不当，造成加热溶解过程中被测组分损失。在滴定终点时，对指示剂变色的判断不够敏锐，在读取滴定管内液体体积时，眼睛没有平视，忽高忽低，滴定管尖端的气泡排除不好，造成读数偏大或偏小等，这些都是实验人员操作不当引起的误差。

3.4实验环境条件发生变化

实验环境条件变化引起的误差是随机误差属于不可测误差。一般情况下，实验室的环境条件主要指温度和相对湿度。例如在测定试样时对天平室的温度和湿度有一定要求，如果温度偏低、湿度较大，就会导致天平的生锈以及测试样品在称量过程中吸收水分而引起一定的称量误差。测定油漆时对环境条件的要求也比较苛刻。另外环境温度变化对滴定管中溶液的体积会产生不可忽视的影响，容量仪器一般在20℃下进行校准，但实际使用时的温度往往不在20℃，从而使滴定管中液体的体积产生误差。

4化学计量在化学分析中的重要作用

4.1化学计量与化学分析的关系

化学计量的诞生是从定量分析中孕育出来的，因此，化学计量更多地渗透在化学分析的领域里。化学计量与化学分析既有亲密的血缘关系，但又不完全是一回事。就准确量值的实验过程而言，它们是一致的，但从量值传递为主的狭义计量学观点来看，化学计量与化学分析有着质的区别。化学计量是保证量值的准确和统一的实验过程，目的是提高化学分析的质量，并具有科学的量值传递系统和法制性，是一门独立的专业。

4.2以标准物质为媒介的量值传递

化学分析过程比较复杂，随着分析过程的进行，溯源链常常被打断，因此实现溯源要困难得多。我们来看一个典型的分析过程：称样――样品处理――最后测定（制备校准曲线和未知样品测定等）。称样一般使用天平，这是一个物理计量过程。如果天平、砝码经过周期检定，溯源性不会产生问题：样品处理采用化学处理，如样品溶解或消化处理，蒸发浓缩、萃取分离、离子交换、络合掩蔽等。

分析结果的综合评价是在对各种分析数据资料归纳、分析和解释的基础上。对分析成果的一个更高层次的宏观概括，分析实验室的建立标志分析系统的建立，但分析质量并未确定，还要控制分析系统的数据质量、分析方法质量、分析体系质量、实验室供应、实验室环境条件、标准物质等参数的误差，以将系统各类误差降到最低，这种为获取可靠分析结果的全部活动，就是分析质量控制与保证，要确保分析结果准确、可靠，通过分析化学中的质量保证和质量控制可以把所有的误差减小到预期的水平。

结束语：

综上所述，化学计量学从产生到现在大约只有30多年的历史，但是在短短的几十年内，其应用不断得到普及，其应用效果不断得到化学行业的肯定。将来，化学计量学将依然是令人关注的问题，有着广阔而光明的前景。化学计量学不断发展，将对仪器的智能化分析提供新的研究理论与方法途径，为高维联用仪器的发展提供新的突破口与改进点。通过本文对化学计量学在分析化学中的应用分析，我们在看到化学计量学优势作用的同时，更应该看到其发展中的不足，针对这些不足进行研究分析，在进行多次验证的基础上寻找新的解决途径，完善这些不足，为化学计量学的发展提供更加广阔的发展空间。在分析化学发展领域，增强对化学计量学的引入是今后化学研究发展的一个大方向。

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