化学分析方法的演进
化学先生 / 2019-08-08
波义耳在他的《怀疑派的化学家》一书中写道:“化学的目的是认识物体的结构,而认识的方法是分析,”因此,以研究物质的组成和结构为目的的各种分析方法,从人们开始认识物质时起就已经萌芽了,分析方法和化学本身一样古老。
无机定性分析曾经一度是化学研究的前沿,这种方法对元素的发现,化合物的签别以及地质、矿产的发现等,起过特别重要的作用。
定量分析的各种方法,在建立近代化学的过程中起了关键性的作用。近代化学主要是从物质组成的定量表达开始的。例如,近代化学四大基本定律一一质量守恒定律、当量定律、定比定律、倍比定律的发现,原子分子论的创立以及周期律的建立等,无不包含着定量化学分析的黄献。
在20世纪以前的分析方法,只是一些零碎的定性和定量方法的汇集,充其量不过是一门相当发达的技艺,因而被奥斯特瓦尔德(W. Ostwald)称为“科学的女仆”。
在20世纪初,分析方法经历了第一次革命性变革。引起这次变革的是物理化学成就同分析方法的结合。物理化学中的溶液平衡理论、电化学理论、动力学理论,以及一系列实验方法的产生,使已有的分析方法理论化,并推动分析化学家在新理论、新方法的指导下去从事新的研究。经典化学分析中的滴定曲线、滴定误差、指示剂作用原理、沉淀的生成和溶解、缓冲作用原理等,都是在20世纪的20~30年代建立的,这些原理和方法一直是化学分析方法的理论基础。
分析方法的第二次革命性变革发生于20世纪40年代以后的几十年间。第二次世界大战期间,由于加速发展战时经济的需要,对化学分析方法也提出了许多新的要求。例如,为了发展原子能工业和半导体技术,要求一系列灵敏、准确而快速的分析方法。这就推动了各种仪器分析方法的发展,促使分析方法仪器化,同时也使分析方法的研究不仅从化学角度,也从其他学科特别是物理学的角度协同推进。这就使得各种分析方法不仅对生产技术和化学本身的研究有着巨大的贡献，同时也对其他学科的发展起着很大的推动作用。
进入21世纪，分析方法正面临场新的革命性变革。 随着环境科学、宇宙科学、现代医学以及其他现代科学的进步，给分析方法特别是分析化学提出了更为复杂、更为苛刻的要求。过去,组成分析是分析任务的主要方面，现在仅靠组成分析已远远不能满足需要，还要求分析方法提供有关物质组成的状态、价态和结构等方面的信息。不仅如此,过去的分析方法所提供的是样品总体的、平均的、静态的结果，而现在则要求了解微区、表面、有时是动态的数据。这就促使电子学、电子计算机科学和统计学向各种分析方法的渗透，而分析方法本身也由过去孤立地解决问题的状态走向多种方法的综合，出现了各种联机。现代分析仪器的自动化程度已达到相当高的水平，只要分析者编写好程序，一切分析过程，从进样到打印出分析结果，都可由仪器自动完成。可以预期，分析方法的新的变革.必将为化学以及其他有关学科的发展提供更为有力的手段。
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