基于分析化學(xué)中的化學(xué)分析與儀器分析

王玥，劉京遠(金川集團股份有限公司檢測中心，甘肅 金昌 737100)

0 引言

對于分析化學(xué)來說，最為重要的兩方面內(nèi)容就是“化學(xué)分析”以及“儀器分析”，通過兩方面的學(xué)習(xí)能夠明確物質(zhì)組成以及不同類型儀器的相關(guān)內(nèi)容。其中化學(xué)分析主要研究的是物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)，可以按照化學(xué)反應(yīng)來明確物質(zhì)所具有的化學(xué)屬性，而儀器分析的實際應(yīng)用時間則相對短暫，但是兩者之間存在相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，需要對其進行進一步分析研究。

1 化學(xué)分析和儀器分析的特點概述

1.1 化學(xué)分析的特點

化學(xué)分析是分析化學(xué)中最為關(guān)鍵的內(nèi)容之一，主要是依據(jù)物質(zhì)化學(xué)元素和不同元素屬性之間的差異性，通過定性和定量的方式來對物質(zhì)進行科學(xué)的測量。一般情況下，按照操作的差異性可以將化學(xué)分析分為滴定分析、重量分析等不同類型。滴定分析主要是建立在溶液體積測量基礎(chǔ)上的，以酸堿平衡、配位平衡、氧化還原平衡、沉淀溶解平衡等為依據(jù)[1]，利用滴定設(shè)備將滴定劑加入到所測物質(zhì)溶液容器當(dāng)中，通過對滴定劑滴入量的檢測來確定所測物的屬性；重量分析主要是建立在質(zhì)量測量基礎(chǔ)上的，利用針對性的化學(xué)反應(yīng)將所測物質(zhì)組分進行有效分離，從而完成數(shù)量的測量?；瘜W(xué)分析需要以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)條件，然后對化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出的物理屬性進行重點分析，從而得到較為準(zhǔn)確的化學(xué)分析結(jié)果?；瘜W(xué)分析的過程離不開儀器設(shè)備的支撐，只有通過適宜的儀器進行輔助才能得到較為準(zhǔn)確的化學(xué)分析結(jié)果。與此同時，工作人員也需要嚴(yán)格遵照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行操作才能保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 儀器分析的特點

儀器分析需要采用特定設(shè)備，通過“化學(xué)實驗分析”以及“物理實驗分析”等不同方式進行。為了確保儀器分析目標(biāo)的實現(xiàn)，需要在分析時明確物理變化量。為了能夠采集到準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)，分析過程中需要采用不同類型設(shè)備和材料，并且利用“光學(xué)分析法”、“色譜法”、“電化學(xué)分析法”等不同試驗方法進行分析[2]。另外，儀器分析速度相對較快，因此在進行大數(shù)據(jù)采樣基礎(chǔ)上，如果利用專業(yè)的軟件技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集分析，就能得到較為理想的分析結(jié)果。例如在儀器分析時，可以通過遠程操作模式來提升效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性。在儀器分析過程中，不同分析階段也需要采用不同的設(shè)備進行。

2 化學(xué)分析和儀器分析的異同以及關(guān)聯(lián)性

2.1 兩者相同之處

化學(xué)分析和儀器分析之間存在一些相同點。兩者都可以通過定性或者定量的方式進行分析，一般情況下化學(xué)分析通常作為常量進行分析，可以獲得比較高的準(zhǔn)確度。而儀器分析更多是作為微量進行分析，準(zhǔn)確度相對較低，無法采用常量分析的方式。

2.2 兩者差異之處

第一，概念方面的差異。儀器分析主要是建立在物質(zhì)化學(xué)以及物理屬性基礎(chǔ)上來進行的，往往會通過非常專業(yè)的儀器設(shè)備作為分析工具，從而得到比較準(zhǔn)確的分析指標(biāo)，了解物質(zhì)的基本組成情況；而化學(xué)分析是采取同樣的條件得到化學(xué)含量以及成分，但是化學(xué)分析是建立在物質(zhì)化學(xué)形式基礎(chǔ)上的，通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)來完成具體成分的分析。

第二，精準(zhǔn)度方面的差異?；瘜W(xué)分析和儀器分析在精準(zhǔn)度方面存在較大差異，其中化學(xué)分析可以將誤差率控制在1‰～2‰范圍內(nèi)，所得結(jié)果和實際情況具有非常好的匹配度，所以可以將其應(yīng)用在材料、化學(xué)等方面的研究中；而儀器分析的精準(zhǔn)度則相對較低(但是在常量檢測方面具有較高的精準(zhǔn)度)，因此更多應(yīng)用在普通的物質(zhì)分析當(dāng)中。

第三，在操作技能方面的差異。化學(xué)分析和儀器分析在操作方面存在較大的差異，因此在操作過程中使用技能方面也存在差異。對于化學(xué)分析來說，操作人員需要熟悉了解相應(yīng)的化學(xué)知識，利用定量的方式獲取各種類型化學(xué)物質(zhì)。而儀器分析主要運用在物質(zhì)光、熱的分析方面[3]，并以此為基礎(chǔ)對于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)以及含量實施分析。分析時要采取專業(yè)性儀器設(shè)備，因此操作人員不但要了解掌握電化學(xué)、熱化學(xué)等方面的知識，同時也要了解相應(yīng)設(shè)備的操控才能保證儀器分析的準(zhǔn)確性。

第四，操作人員素質(zhì)技能方面的差異。由于化學(xué)分析和儀器分析在基本原理以及具體方面存在較大區(qū)別，因此對操作人員也有著素質(zhì)技能方面的差異性要求，因此就需要對操作人員進行針對性的技能訓(xùn)練。對于儀器分析來說更多是要明確光、電、熱等屬性，之后更加具有針對性地對物質(zhì)化學(xué)成分、含量等進行分析，操作人員需要充分了解并掌握不同類型設(shè)備的操作方式以及適用范圍，從而保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性?？偟膩碚f，化學(xué)分析和儀器分析差異性集中體現(xiàn)在物質(zhì)性質(zhì)、組分含量、測量參數(shù)等等方面。

2.3 兩者的關(guān)聯(lián)性

第一，就化學(xué)分析和儀器分析來說，儀器分析是化學(xué)分析的支撐和依托，兩者之間具有同樣的性質(zhì)，而他們的區(qū)別在于實際操作過程中的不同的側(cè)重點。儀器分析的實施需要建立在化學(xué)分析基礎(chǔ)之上。儀器分析的方法并非絕對的，可以進行不同形式的選擇，所以在實際應(yīng)用過程中要合理應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)容器進行測量，而此種方式的應(yīng)用采取的就是化學(xué)分析。

第二，要在化學(xué)分析中逐漸滲透儀器分析。近些年分析化學(xué)得到了飛速發(fā)展，在此過程中要逐漸將儀器分析融入其中，從而提升分析化學(xué)的自動化、儀器化的水平，推動分析化學(xué)的進一步發(fā)展?；瘜W(xué)分析需要非常精密的設(shè)備才能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果，雖然這些設(shè)備的價格較高，但是可以得到較好的結(jié)果，也能提高分析效率。各種微量物質(zhì)的檢測適宜采用化學(xué)分析，但是如果想要進一步提升其準(zhǔn)確性就還是要通過儀器分析對其實施校正，這也體現(xiàn)出了兩者的關(guān)聯(lián)性。正是由于化學(xué)分析和儀器分析之間的緊密關(guān)系，實際應(yīng)用中我們務(wù)必要采用合適的儀器設(shè)備，同時配備相應(yīng)的配套設(shè)備和建立完善的實驗室環(huán)境，只有各方面條件得到充分保障才能獲得精確的結(jié)果。

3 化學(xué)分析與儀器分析的發(fā)展趨勢

3.1 化學(xué)分析的發(fā)展趨勢

從目前來看，想要得到理化測量材料結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分等信息，最重要的途徑之一就是采用化學(xué)分析的方式?；瘜W(xué)分析屬于信息科學(xué)類型之一，其有效應(yīng)用能夠進一步提升化學(xué)研究、制造、開發(fā)時的信息獲取能力，能夠進一步擴展信息的獲取范圍?；瘜W(xué)分析的范圍逐漸擴大，目前其廣泛地應(yīng)用于空間結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、形狀以及能量狀態(tài)等方面的分析測量中，同時也可以用于物質(zhì)組分組成以及時間分布、動靜態(tài)分析等方面。目前，化學(xué)分析已經(jīng)突破了傳統(tǒng)單物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，在實際運用過程中，我們將其廣泛運用到實驗室的采樣、現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析，微生物元素的分析以及分子檢測等多場景中。之后我們還可以將其運用到納米空間的單細胞組織結(jié)構(gòu)的分析等領(lǐng)域之上。甚至實現(xiàn)對宇宙萬物的成分及其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的分析。分析通常需要借助更加廣泛的信息數(shù)據(jù)來展開，這樣才能將分析更好地運用到工作領(lǐng)域，提升工作效率。此外，研發(fā)工作者還可以從多個方面對其數(shù)據(jù)背后的原理及特點展開分析，拓展其研究的范圍。

3.2 儀器分析的發(fā)展趨勢

近些年技術(shù)水平飛速提升，儀器分析的發(fā)展也發(fā)生了翻天覆地的變化，向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、信息化的方向邁進?，F(xiàn)代儀器分析技術(shù)可以利用軟件所具有的功能進行虛擬實驗室操作，建立虛擬分析場景，這對儀器分析的發(fā)展具有較大的推動作用。在儀器分析中，很多新型材料、新技術(shù)也得到了推廣應(yīng)用，例如納米技術(shù)、生物仿真技術(shù)、微制造技術(shù)、激光技術(shù)等都應(yīng)用到了分析儀器當(dāng)中，這些新技術(shù)的應(yīng)用大大提升了儀器設(shè)備的靈敏度以及先進性，能夠進一步提升分析儀器的運行速度和效果。

在對信息的數(shù)據(jù)進行分析的過程中，儀器本身應(yīng)對生物、化學(xué)以及其他領(lǐng)域的能力展開分析，并在此過程中推動其能力的升級。同時，應(yīng)進一步地將化學(xué)分析運用到互動、基因組、蛋白質(zhì)等多個學(xué)科之上。在對其儀器進行分析的過程中還應(yīng)注意其本身在生命科學(xué)以及生物藥學(xué)等方面的重要應(yīng)用。在對其細胞以及分析的探索過程中，應(yīng)對其物質(zhì)的心理變化以及藥物變化進行分析。

其中對色譜以及質(zhì)譜進行分析，實現(xiàn)光譜與計算機之間的有效融合。借助現(xiàn)代儀器分析的優(yōu)勢實現(xiàn)生物分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有效化處理，并將其運用到其他多個角度之上。在資源環(huán)境、遠程在線分析以及控制器的分析領(lǐng)域逐漸提升的大背景下，人們已經(jīng)開始能將其運用到其他更多的領(lǐng)域之上。各種無損檢測技術(shù)以及其他的技術(shù)的出現(xiàn)進一步拓展了人們對儀器的使用范圍。

4 結(jié)語

總的來說，隨著人們對于化學(xué)分析和儀器分析重視程度的不斷提升，如何進一步增強化學(xué)分析和儀器分析的質(zhì)量效果以及準(zhǔn)確性就成為了最為關(guān)鍵的內(nèi)容。文章對化學(xué)分析和儀器分析的特點進行了初步研究，同時對兩者間的共同點、差異性及關(guān)聯(lián)性進行了必要的闡述，并在此基礎(chǔ)上分析了化學(xué)分析與儀器分析的發(fā)展趨勢。通過文章的介紹使相關(guān)專業(yè)人士能夠?qū)瘜W(xué)分析和儀器分析有所了解，對于進一步推動分析化學(xué)的發(fā)展具有參考作用。