仪器分析和化学分析的差异性研究

2017-03-05 07:21:00祁盛恒东莞市大成环境检测有限公司广东东莞523000
化工管理 2017年22期
关键词:痕量分析化学关联性

祁盛恒(东莞市大成环境检测有限公司,广东 东莞 523000)

仪器分析和化学分析的差异性研究

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仪器分析和化学分析是分析化学中常用的两种技术,该分析方法主要用于分析物质的化学组成、结构、物理性质等等,在生活中的应用范围非常广泛,比如食品检测、新材料研发等等。其中仪器分析是现代较为常用的一种分析化学技术,主要依靠各种先进仪器对物质的化学组成与结构等信息进行分析,而化学分析主要依靠人工进行分析,两种方法各有优势,且存在较为明显的差异性。

分析化学;仪器分析;化学分析;关联性;差异性

化学分析是分析化学中较为原始的办法,起源比较早,历史较为悠久,主要是依靠化学反应观察分析物质的化学性质,随着科学技术的发展,更多先进的分析仪器被研发出来,所以现代多用仪器分析对物质的化学性质进行分析,分析效率高、速度快,且使用较为便捷,但至今为止,仪器分析始终未能完全替代化学分析,其原因就在于二者之间的差异。在下文当中,笔者将对仪器分析和化学分析的差异进行分析,以便更加高效的利用这两种分析办法服务于我们的生活。

1 仪器分析与化学分析的原理解释

1.1 化学分析原理阐述

不同的物质由不同的化学元素构成,且构成方式也各有差异,化学分析就是利用了这一特点,将物质的化学反应作为物质分析的基本原理。化学分析是一种较为原始的分析办法,建立在物质本身化学构成的基础之上,通过观察物质的化学反应确定物质中所包含的化学成分,并以化学反应中化学元素的相对含量判断各类化学物质的相对数量。化学分析要求能够让物质全面发生化学反应,只有这样才能得出物质的全部化学成分,因此在选择化学反应方式上有着较高的要求。

1.2 仪器分析

与化学分析相比,仪器分析则综合利用了物质的化学性质和物理性质,仪器分析中,物质的很多化学组成几乎可以直接观察出来,无需进行化学反应。仪器分析常用的分析技术包括热磁技术、光化学技术以及声学分析。该分析办法使用和操作都比较简单,所得出的结果比较直接,几乎无需复杂的计算过程,而且准确度较高,但其缺陷在碍于对于物质的微量和痕量分析准确度还有待提高。

2 化学分析和仪器分析相同点分析

化学分析和仪器分析所达到的效果和目的几乎是一样的,两种办法都可以完成对物质分析化学成分的定性和定量,也就是能够得出物质所含的化学成分和成本数量。但是化学分析能够检测并分析出物质中的微量和痕量,精密度非常高,分析较为全面;但是仪器分析一般只能检测出物质中的常量,对于微量、痕量的检测率比较低,因此该方式一般用于一般的物质分析,对于分析要求较高的,仍旧需要结合化学分析进行。

3 化学分析和仪器分析间的差异性分析

3.1 二者在概念上的差异性

化学分析和仪器分析在分析化学中的概念具有一定的差异。首先来说,仪器分析是建立在物质的物理性质和化学性质基础之上,所用分析用具为专业仪器和专业设备,以检测物质的光、热、声、电指标确定物质的化学构成,在分析过程中,所得出物质的化学成本和含量是共同进行的。而化学分析则是建立在物质化学性质的基础之上,利用这种化学试剂与物质所发生的化学反应来分析物质的化学成分,分析器具为常用的天平、烧杯、酒精灯等常见的化学试验器具,且化学分析中,物质的化学定性和定量是两个分离的过程。

3.2 二者在使用层面上的差异

上文提到,化学分析和仪器分析的精密度和准确度存在较大的差异,化学分析的准确度能够平稳的控制在1‰~2‰左右,误差比较小,更加贴近物质实际的化学成分和化学定量,能够被用于具有较高要求的物质检测,所用层面比较高端,例如新材料开发、化学研究、科研工作、刑侦检查等等;但是仪器分析的精确度基本只能控制在1%~5%左右,一般被用于常规的物质化学分析,但其灵敏度以及对物质常量检测的精度非常高,也有被用于检测物质痕量和微量,比如采用毛细管气相色谱法检测水中的痕量有机污染物 DDT。

3.3 二者对操作人员的素质和技能要求具有差异

由于化学分析和仪器分析的操作原理、使用方法不同,导致这两种分析方法对于操作者的素质和技能要求也各有差异。其中,化学差异要求操作者能够熟悉化学反应与平衡的相关知识,对物质中的化学“定量”有一个深切的掌握,且能够熟悉各种化学试剂以及物质的化学反应状态、流程等。

但是仪器分析则是建立在物质的光、声、热、点等特点之上,对物质的化学成分和含量进行分析,所用器具也都是精密的专业仪器和设备,这就要求操作者拥有全面的电化学、热化学、声学一级光化学等知识,且能够熟练的调试和操作各种仪器,了解仪器的使用范围和使用性质,尽量使监测结果更加的准确。

4 化学分析和仪器分析的关联性分析

材料科学、信息技术以及生命科学等相关学科和技术的发展推动了仪器分析技术的进步和创新,随着技术的发展,仪器分析所用的专业仪器和设备,其精度会不断提升,直至能够通过仪器直接检测出物质的痕量和微量,但是即便如此,未来仪器分析也不可能完全替代化学分析,二者对于分析化学领域发展的价值和作用是无法复制的,而且其对于领域发展的贡献也会越来越大。这主要因为化学分析和仪器分析具有较强的关联性。其关联性主要体现在以下几个方面:

4.1 化学分析是仪器分析的基础

大量的仪器分析是在化学分析应用和发展的基础上进行的,仪器分析将参与化学分析过程。例如,仪器分析将依赖于样品处理和溶液校准中的化学分析方法。可以说,仪器分析是能够完全脱离化学分析独立进行的,必须依靠一定的基础性化学分析对物质进行处理之后,才能够使用仪器准确分析物质的化学成本和含量。

4.2 仪器分析与化学分析优势互比

虽然仪器分析比化学分析更敏感,具有高性能和快速分析等优点。但化学分析误差小。因此,作为分析化学的两个分支,这两种分析方式目前还没有被不同的测量任务和测量要求明显分开,在使用层面上仍然具有共同性。

4.3 化学分析用于矫正仪器分析的结果

仪器分析效率高、速度快,但是精度却比化学分析低出很多,尤其是在分析物质微量和衡量方面,虽然仪器分析在这两个层面有所应用的,但为了使得分析结果更加的准确,还需要使用化学分析对其分析结果进行复核校验。另外,技术发展也是的化学分析对各种仪器的依赖度越来越高,可以看出,化学分析已经逐步趋于仪器化分析方向发展,未来,化学分析或将与仪器分析融合为一种分析方法。

总而言之,化学分析和仪器分析在具体分析材料、分析环境、分析任务下,应当明确各自的特点和优势、差异和关联性,合理选择分析方法,以准确分析、降低分析成本为原则,考虑使用单一的分析技术还是结合两种分析技术共同进行。 化学分析和仪器分析之间短时间内不会被任意一方所取代,只有将两者充分结合使用,取长补短,以具体的物质研究情况统筹考虑,才能使得测定和分析的目标更加准确,效果也更为明显,更具有分析价值。

5 结语

化学分析与仪器分析虽具有一定的差异性,但是二者间的关联性也是不容忽视的,作为分析化学的重要领域,二者完全可以实现取长补短、优势互补。在实际的应用中,应当根据不同的分析任务确定分析方法。随着科学的发展,两种分析方法有望融合统一。

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