一．分析化學的任務

1．確定物質的化學組分                  ——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．測定有關成分的含量                  ——定量分析

  3．確定物質中原子間結合方式            ——結構分析

        （化學結構、晶體結構、空間分布等）

分析化學 是 獲取物質化學組成和結構信息的科學。

（本課程將以與衛生檢驗專業關系密切的“成分分析”為基本內容，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、結構分析——根據分析化學任務

2．無機分析與有機分析——根據分析對象

元素、離子、化合物等

  官能團、空間結構等

3．化學分析與儀器分析——根據分析原理

            化學分析：以物質的化學反應為基礎的分析方法

            （歷史悠久，是分析化學的基礎，故又稱經典分析方法）

     化學定性分析：根據反應現象、特征鑒定物質的化學組成

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

使用儀器、設備簡單，常量組分分析結果準確度高，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：以物質的物理或物理化學性質為基礎的分析方法（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射光譜法；

⑤質譜法；

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.常規分析和仲裁分析——根據分析目的

  （例行分析和裁判分析）

三. 定量分析結果的表示

通常以單位質量或單位體積 (m_S、V_s) 中被測物質的量來表示。

固體樣品： 用組分的質量分數 (w) 表示，計算公式為

m_B ——被測組分質量，m_S——樣品的質量

    若被測組分為常量組分，m_B的數值仍可用百分率（%）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可用指數形式表示：如ω_B =3.2×10^-5

液體樣品: 用  物質的量濃度  c:：mol/L, mmol/L, mmol/L

              物質的質量濃度：r: g/L, mg/L,  mg/L

氣體樣品: 用  質量濃度  mg/m³,

              體積分數 (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日發布了《關于在我國統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成，包括以下幾個部分：

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

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

            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、除等數學符號，通過代數式表示的單位。

            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

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

            由詞頭和以上單位所構成的十進倍數和分數單位（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）、原子質量單位（u）等

應廢除的質量單位及符號：斤、市斤、磅（lb）等

[u是統一原子質量的計量單位，1u等于一個¹²C原子質量的十二分之一，約為1.6605655×10^-27kg，元素的原子量就是其原子質量為1u的幾倍，稱為“相對原子量”（Ar）。]

2．物質的量  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、克原子數、克離子數以及摩爾數等

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

   物質的量的單位名稱是摩爾，它所包含的基本單元數與0.012kg¹²C的原子數目（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。

   摩爾質量（M）的定義： 物質的質量除以該物質的物質的量  即

M= m/n，   其單位為kg/mol、g/mol 。

3．物質的量濃度  簡稱“濃度”，物質B的物質的量濃度定義為：物質B的物質的量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

   質量m、M_B、n_B間的關系：  m = n_BM_B   =c_BM_BV

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

*注意：物質的量濃度單位mol/L和質量濃度單位g/L中，分子可以加各種詞頭，但分母統一用升（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則 

            每一個物理量都有一個規定的符號和一個單位名稱，它的倍數或分數單位應由這個單位加詞頭構成

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，并有可能發生混淆時，則應盡量將它置于右側。

    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、數據表、曲線表、刻度盤和產品名牌等需要表示的地方，也可用于敘述性文字中；應優先采用符號。

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

    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展起著重要作用，而且在醫藥衛生、工業、農業、國防、資源開發等許多領域中都有廣泛的應用（都需要分析化學的理論、知識和技術）。

1. 化學學科 

只要涉及到物質及其變化的研究都需要使用分析化學的方法，如：質量不滅定律的證實（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、藥、衛生 

臨床醫學中用于診斷和治療的臨床檢驗；預防醫學中環境檢測、職業中毒檢驗、營養成分分析等；法醫學的法醫檢驗、藥學領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；水中有毒物質的測定（Pb、Hg、HCN等）；食品、蔬菜等中Vc的測定，農藥殘留量的檢測；血液中有毒物質的測定；血液中藥物濃度的分析；血液、頭發中微量元素的分析等等。

3. 生命科學

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

4. 工業 

資源勘探，生產原料、中間體、產品的檢驗分析，工藝流程的控制，產品質量的檢驗，三廢的處理等；

5. 農業  水土成分調查，農產品質量檢驗，細胞工程、基因工程、發酵工程等

6. 國防  核武器的燃料、武器結構材料、航天材料及環境氣氛的研究

（二）分析化學的發展

    分析化學是近年來發展最為迅速的學科之一，這是同現代科學技術總的發展密切相關的�，F代科學技術的飛速發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

分析化學的發展趨勢：為獲取物質盡可能全面的信息、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、在線監測技術發展；現代分析化學的任務已不只限于測定物質的組成、含量和結構，而是要對物質的形態確定物質的存在形態（氧化—還原態、配位態、結晶態等）、微區、薄層及化學生物活性等作出瞬時追蹤。

*與我們聯系密切的是：  分析化學與生物學的結合和交叉方面工作：生命科學及醫學中的分析化學，即從分子水平上研究生命的過程；環境科學、食品科學、醫藥科學中的痕量分析、微區分析、表面分析、形態分析和結構分析的水平的提高。

*分析化學課程的特點：  基本理論與實踐緊密結合，通過嚴格的實驗訓練，培養認真的科學態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工作打下良好的基礎。

化學分析法是儀器分析法的基礎：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用于標定外，無需其它標準物質。而許多儀器分析法需要與試樣組成相似的標準物質作標準之用，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，試樣要經過化學處理，如試樣的溶解，干擾物質的分離等，這些都是在化學分析法的基礎上進行的，所以，化學分析法是儀器分析法的基礎。