分析化學概述（一）

分析化學是化學的一個重要分支，它主要研究物質中有哪些元素或基團(定性分析)；每種成分的數量或物質純度如何(定量分析)；原子如何聯結成分子，以及在空間如何排列等等。

分析化學以化學基本理論和實驗技術為基礎，并吸收物理、生物、統計、電子計算機、自動化等方面的知識以充實本身的內容，從而解決科學、技術所提出的各種分析問題。

分析化學這一名稱雖創自玻意耳，但其實踐運用與化學工藝的歷史同樣古老。古代冶煉、釀造等工藝的高度發展，都是與鑒定、分析、制作過程的控制等手段密切聯系在一起的。在東、西方興起的煉丹術、煉金術等都可視為分析化學的前驅。

公元前3000年，埃及人已經掌握了一些稱量的技術。最早出現的分析用儀器當屬等臂天平，它在公元前1300年的《莎草紙卷》上已有記載。巴比倫的祭司所保管的石制標準砝碼(約公元前2600)尚存于世。不過等臂天平用于化學分析，當始于中世紀的烤缽試金法中。

古代認識的元素，非金屬有碳和硫，金屬中有銅、銀、金、鐵、鉛、錫和汞。公元前四世紀已使用試金石以鑒定金的成色，公元前三世紀，阿基米德在解決敘拉古王喜朗二世的金冕的純度問題時，即利用了金、銀密度之差，這是無傷損分析的先驅。

公元60年左右，老普林尼將五倍子浸液涂在莎草紙上，用以檢出硫酸銅的摻雜物鐵，這是最早使用的有機試劑，也是最早的試紙。遲至1751年，埃勒爾·馮·布羅克豪森用同一方法檢出血渣(經灰化)中的含鐵量。

火試金法是一種古老的分析方法。遠在公元前13世紀，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱：“陛下送來之金經入爐后，重量減輕……”這說明3000多年前人們已知道“真金不怕火煉”這一事實。法國菲利普六世曾規定黃金檢驗的步驟，其中提出對所使用天平的構造要求和使用方法，如天平不應置于受風吹或寒冷之處，使用者的呼吸不得影響天平的稱量等。

18世紀的瑞典化學家貝格曼可稱為無機定性、定量分析的奠基人。他最先提出金屬元素除金屬態外，也可以其他形式離析和稱量，特別是以水中難溶的形式，這是重量分析中濕法的起源。

德國化學家克拉普羅特不僅改進了重量分析的步驟，還設計了多種非金屬元素測定步驟。他準確地測定了近200種礦物的成分及各種工業產品如玻璃、非鐵合金等的組分。

18世紀分析化學的代表人物首推貝采利烏斯。他引入了一些新試劑和一些新技巧，并使用無灰濾紙、低灰分濾紙和洗滌瓶。他是第一位把原子量測得比較精確的化學家。除無機物外，他還測定過有機物中元素的百分數。他對吹管分析尤為重視，即將少許樣品置于炭塊凹處，用氧化或還原焰加熱，以觀察其變化，從而獲得有關樣品的定性知識。此法一直沿用至19世紀，其優點是迅速、所需樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產資源等。

19世紀分析化學的杰出人物之一是弗雷澤紐斯，他創立一所分析化學專業學校(此校至今依然存在)；并于1862年創辦德文的《分析化學》雜志，由其后人繼續任主編至今。他編寫的《定性分析》、《定量分析》兩書曾譯為多種文字，包括晚清時代出版的中譯本，分別定名為《化學考質》和《化學求數》。他將定性分析的陽離子硫化氫系統修訂為目前的五組，還注意到酸堿度對金屬硫化物沉淀的影響。在容量分析中，他提出用二氯化錫滴定三價鐵至黃色消失。

1663年玻意耳報道了用植物色素作酸堿指示劑，這是容量分析的先驅。但真正的容量分析應歸功于法國蓋·呂薩克。1824年他發表漂白粉中有效氯的測定，用磺化靛青作指示劑。隨后他用硫酸滴定草木灰，又用氯化鈉滴定硝酸銀。這三項工作分別代表氧化還原滴定法、酸堿滴定法和沉淀滴定法。絡合滴定法創自李比希，他用銀滴定氰離子。

另一位對容量分析作出卓越貢獻的是德國莫爾，他設計的可盛強堿溶液的滴定管至今仍在沿用。他推薦草酸作堿量法的基準物質，硫酸亞鐵銨(也稱莫爾鹽)作氧化還原滴定法的基準物質。

最早的微量分析是化學顯微術，即在顯微鏡下觀察樣品或反應物的晶態、光學性質、顆粒尺寸和圓球直徑等。17世紀中葉胡克從事顯微鏡術的研究，并于1665年出版《顯微圖譜》。法國藥劑師德卡羅齊耶在1784年用顯微鏡以氯鉑酸鹽形式區別鉀、鈉。德意志化學家馬格拉夫在1747年用顯微鏡證實蔗糖和甜菜糖實為同一物質；在1756年用顯微鏡檢驗鉑族金屬。1891年，萊爾曼提出熱顯微術，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。科夫勒及其夫人設計了兩種顯微鏡加熱臺，便于研究藥物及有機化合物的鑒定。后來又發展到電子顯微鏡，分辨率可達1埃。

不用顯微鏡的最早的微量分析者應推德國德貝賴納。他從事濕法微量分析，還有吹管法和火焰反應，并發表了《微量化學實驗技術》一書。近代微量分析奠基人是埃米希，他設計和改進微量化學天平，使其靈敏度達到微量化學分析的要求；改進和提出新的操作方法，實現毫克級無機樣品的測定，并證實納克級樣品測定的精確度不亞于毫克級測定。

有機微量定量分析奠基人是普雷格爾，他曾從膽汁中離析出一種降解產物，其量尚不足作一次常量碳氫分析。在聽了埃米希于1909年所作有關微量定量分析的講演并參觀其實驗室后，他決意將常量燃燒法改為微量法(樣品數毫克)，并獲得成功；1917年出版《有機微量定量分析》一書，并在1923年獲諾貝爾化學獎。

德國化學家龍格在1850年將染料混合液滴在吸墨紙上使之分離，更早些時候他曾用染有淀粉和碘化鉀溶液的濾紙或花布塊作過漂白液的點滴試驗。他又用浸過硫酸鐵和銅溶液的紙，在其中部滴加黃血鹽，等每滴吸入后再加第二滴，因此獲得自行產生的美麗圖案。1861年出現舍恩拜因的毛細管分析，他將濾紙條浸入含數種無機鹽的水中，水攜帶鹽類沿紙條上升，以水升得最高，其他離子依其遷移率而分離成為連接的帶。這與紙層析極為相近。他的學生研究于濾紙上分離有機化合物獲得成功，能明顯而完全分離有機染料。

20世紀60年代，魏斯提出環爐技術。僅用微克量樣品置濾紙中，繼用溶劑淋洗，而后在濾紙外沿加熱以蒸發溶劑，遂分離為若干同心環。如離子無色可噴以靈敏的顯色劑或熒光劑，既能檢出，又能得半定量結果。