分析化学的发展
虽然分析化学这个名称起源于波义耳，但它的实践应该和化学技术一样古老。古代冶炼和酿造工艺的高度发展是无法想象的，生产过程也没有简单的识别、分析和控制手段。东西方兴起的炼金术和炼丹术，可以看作是分析化学的前身。
公元前3000年，埃及人就知道了称重技术。最早的分析仪器是推臂天平，在纸莎草文献中有记载(公元前1300年)。巴比伦(约公元前2600年)祭司保管的石制标准砝码至今仍存在于世。不过等臂天平是用来分析的，中世纪的时候是用来在烤锅里检验黄金的(火检方法之一)。
公元前4世纪，人们就知道用试金石来鉴定黄金的成色。
公元前3世纪，阿基米德在解决叙拉古国王希罗二世金冠的纯度问题时，利用了金银的密度差异，是无损分析的先驱。
公元60年左右，老普林尼(Pliny Sr .)将五倍子提取物涂在纸莎草上，检测硫酸铜中的掺杂物铁(ⅲ)，这是最早的有机试剂和试纸。
在1751年，J.T .埃勒尔·冯·布罗克豪森用同样的方法检测了出血残渣(灰化)中的铁含量。在1663中，Boyle报道了使用植物色素作为酸碱指示剂。但真正的能力分析应该归功于法国人J.-L .盖伊-吕萨克(J.-L. Guy-Lussac)。
在1824中，他发表了漂白粉有效氯的测定，使用磺化靛蓝作为指示剂。然后他用硫酸滴定草木灰，用氯化钠滴定硝酸银。这三个任务分别代表氧化还原滴定、酸碱滴定和沉淀滴定。络合滴定是尤斯图斯·冯·李比希发明的，他用银(ⅰ)滴定氰化物离子。容量分析法的另一个杰出贡献者是德国的K.F .摩尔，他的盛强碱溶液的滴定管至今仍在使用。他推荐草酸作为碱滴定的参考物质，硫酸亚铁铵(又称摩尔盐)作为氧化还原滴定的参考物质。最早的微量分析是化学显微镜，即在显微镜下观察样品或反应物的结晶状态、光学性质、粒径和球径。
17世纪中期，R. Hook从事了显微镜学的研究，并于1665年发表了微体微体。1784年，法国药剂师F.A.H .德卡·劳齐尔用显微镜区分了氯铂酸盐形式的钾和钠。
1747年，德国化学家A.S .马格拉夫用显微镜证实蔗糖和甜菜糖是同一种物质。
在1756中，铂族金属是用显微镜检查的。
从65438到0865，A. Hellwig在毒理学中写了显微镜。
65438年至0877年，S.A. Boriji撰写了《用化学/显微方法分析矿物和岩石》，用气体试剂(如氟化氢和氯气)、氟硅酸和硫化铵与矿物及其薄片相互作用。T.H. Berens不仅从事无机物的晶体检验，还扩展到有机晶体。
在1891中，O. Laermann提出了热显微术，即在显微镜下观察晶体受热时的变化。l·科夫勒夫妇设计了两种显微镜加热台，便于研究药物和有机化合物的鉴定。热显微镜只需要一个晶体。后来发展成分辨率为1埃的电子显微镜。
最早没有显微镜的微量分析器应该是德国人J.W .德贝赖纳。从事湿法微量分析，以及吹管法和火焰反应，出版了《微量化学实验技术》一书。现代微量分析公认的创始人是F米奇。他设计并改进了微量化学天平，使其灵敏度满足微量化学分析的要求，改进并提出了新的操作方法，实现了毫克级无机样品的测定，证实纳克级样品的准确度不低于毫克级样品。有机微量定量分析的创始人是F. fritz pregl，他曾经从胆汁中分离出一种降解产物，其量不足以进行恒定的碳氢化合物分析。在1909听了emich关于微量定量分析的讲座，并参观了他的实验室后，他决定将恒燃烧法改为微量法(几毫克样品)，并取得了成功。1917年出版《有机痕量的定量分析》一书，1923年获得诺贝尔化学奖。
常量操作如果不适合微量分析就需要改进。例如，恒定过滤是将沉淀物定量转移到滤纸锥或过滤坩埚中。如果在微沉淀过滤中使用这种方法，附着在原来进行沉淀的烧杯壁上的物质就不能再被忽略，所以必须改变方法。微滤是用滤棒吸出母液，而将沉淀物全部留在容器中。容器可以是一个25毫升的瓷坩埚，也可用作称量容器；也可以把里面的沉淀物洗掉，然后用滤棒把乳液吸出来。这样既可以避免沉淀的损失，又可以简化操作程序。
无机化合物在滤纸上的行为在19世纪引起了人们的注意。德国化学家F. F .龙格在1850中将染料混合物滴在吸墨纸上进行分离。此前，他用一张沾有淀粉和碘化钾溶液的滤纸或布作为漂白液的点滴试验。他用硫酸铁(ⅲ)和铜(ⅱ)溶液浸泡过的纸，在中间部分加入黄血盐，每吸入一滴后再加入第二滴，从而获得自己生成的美丽图案。1861，出现了C.F. Schoenbein的毛细管分析。他将滤纸条浸入含有几种无机盐的水中，水将“盐”沿着纸条向上携带，其中水上升最高，其他离子根据其“迁移率”分成相连的带。这很像“纸色谱法”他的学生在“滤纸上分离有机化合物”的研究中成功了，可以明显地、完全地分离“有机染料”。
用滤纸或瓷板检测无机物和有机物是弗里茨·普雷格尔的贡献。该方法简单易行，选择性和灵敏度高，点滴试验属于微量分析范畴。《滴落试验》和《具有特异性、选择性和敏感性反应的化学》两本书是分析人员的必读书籍。1921年后，奥地利人F. Faigel系统地发展了跌落试验法。
20世纪60年代，H. Weiss提出了环形炉技术。只把微克级的样品放在滤纸的中心，然后用溶剂洗，在滤纸的外缘加热，使溶剂蒸发，这样就分成了几个同心的环。如果离子无色，可以喷上敏感的显色剂或荧光剂。可以获得检测和半定量结果。色谱法，也叫色谱法，基本上是一种分离方法。
在1906中，俄国茨维特在碳酸钙沉淀柱的顶部加入绿叶提取物汁液，然后进行纯溶剂浸出，从而分离叶绿素。这项研究发表在德国期刊《植物学》上，因此未能引起人们的关注。
1931年，德国人r .库恩和e .勒德尔再次发现了这一方法并显示了其有效性，人们将其追溯到茨维特的研究和更早的相关研究。例如，在1850中，J. T .魏使用土柱进行分离；1893 L. Reed用高岭土柱分离无机盐和有机盐。四年后，D.T. Day使用漂白土分离石油。
气体吸附色谱法是由P. Schuftan和A. Yuken在20世纪30年代提出的。20世纪40年代，德国人Y. Hesse用气体吸附法分离挥发性有机酸。英国人e .格鲁科夫在1946年也用同样的原理分离了空气中的氦和氖，并在1951年制成了气相色谱仪(见气相色谱法)。第一台现代气相色谱仪的成功应归功于e·克雷默。
气相分配色谱是根据液-液分配原理，由英国的A . J.P Martin和R . L.M Singer于1941年提出的。因为这项工作的重要性，他们获得了1952诺贝尔化学奖。M . J.E Golay提出使用长毛细管柱是另一项创新。
色谱-质谱(GC-MS)是最有效的分析方法之一，通过将色谱得到的浸提液移入质谱仪，可以在几个小时内分离和鉴定复杂的有机混合物。
液相色谱包括液-液色谱和液-固色谱。后两个名称的第一种状态代表流动相，第二种状态代表固定相。在大气压下，液相色谱的流速太低，所以必须增加压力。该领域的开创性工作是P.B. Hamilton在1960中用高压液相色谱法分离氨基酸。
J.C. Giddings在1963中指出，液相色谱的柱效要赶上气相色谱，前者的填料颗粒要比后者小得多，所以需要很大的压力，使用的泵要无脉冲。
在1966中，R. Gentford和T. H .高马德发明了这种无脉动泵。
在1969中，J.J. kirkland对填料进行了改进，使其具有规定的表面孔隙率，然后将固定相(如正十六烷基)键合到载体上，使其耐热和耐溶剂分解。载体可以是通过Si-O-C或Si-C键结合的二氧化硅。薄层色谱法用薄层硅胶代替滤纸进行色谱分离。由于硅胶颗粒均匀细小，分离的速度和程度一般优于纸层析，在分离无机物和有机物方面与纸层析一样有效。
1889年，荷兰生物学家M.W .拜尔·因克尔在动物胶薄层中间滴了一滴盐酸和硫酸的混合溶液。盐酸进一步扩散，在硫酸环外形成另一个环。硝酸银和氯化钡被用来相继显示这两个环的存在。
9年后，H.P. Vi Hysmans用同样的方法证明麦芽中的淀粉酶实际上含有两种酶。
直到1956，联邦德国的E. Shtal改进了涂布方法和操作，采用了细颗粒(0.5 ~ 5微米)硅胶等措施，使该方法得到广泛应用。定量薄层色谱法始于J.G. Kirschner等(1954)。他们首次测定了柑橘及其加工产品中的联苯(见TLC)。希腊哲学家泰·奥夫拉·斯图斯记录了各种岩石、矿物和其他物质对热的影响。法国的勒·夏特莱和英国的罗伯特·奥斯丁是差热分析的创始人。
20世纪60年代，出现了由M.J. O 'Neill提出的精密差热分析仪和差示扫描量热法，可以测定化合物的纯度和其他参数，如熔点、玻璃化转变温度、聚合温度、热降解温度和氧化温度(见热分析)。
20世纪初，热重法被提出来研究材料，如钢和析出物受热时的重量变化。本多·小太郎发明了第一台热平衡仪，最初仅用于解决冶金问题。推C. Duval的时候用它来分析。他研究了1000多种沉淀物的热行为。比如草酸钙可以在高温下烧成氧化钙，也可以在550℃左右烧成碳酸钙，作为称重形式，后者更好，因为不仅燃烧时节能，而且换算系数大(所以误差小)，避免了氧化钙在称重时吸潮。
电解时，铜(ⅱ)在阴极被还原，以单质(零价)析出，然后称重，应归入重量法。这时可以认为电子是沉淀剂。阳极氧化中还有铅(II)，它以二氧化铅的形式附着在阳极上。前法是由德国人c·卢科和美国人j·w·吉布斯在65438+60年代独立提出的。19世纪初，只有草酸及其铵盐和丁二酸铵作为无机重量分析的有机试剂。前者用于钙镁的分离和钙的测定。后者用于沉淀三价铁并将其与二价金属离子分离。
在1885中，M.A. Ilinski和G.von Knorre提出1-亚硝基-2-萘酚作为钴在镍存在下的沉淀剂，也是第一种螯合剂。至于阴离子的测定，20世纪初，W. Miller提出用4，4-联苯胺作为硫酸根的沉淀剂。
在1950中，中国梁树全等人使用有机试剂进行重量分析来测定钨酸盐。
在1950中，M. Bush引入了4，5-二氢-1，4-二苯基-3，5-苯基亚氨基-1，2，4-三氮烯(简称硝酸盐试剂)作为硝酸盐沉淀剂。1975后成为高铼酸盐的良好沉淀剂。
在1950中，л A. Chu Gaeff合成了丁二酮肟，观察到它与镍(ⅱ)形成红色沉淀。两年后，联邦德国的O.E. Brock将二甲基肟试剂应用于钢中镍的测定。从那时起，出现了灵敏和高选择性的新有机试剂。中国曾云等人合成了3-(2-阿散胺基-苯偶氮)-6-(2，6-二溴-4-氯苯偶氮)-4，5-二羟基-2，7-萘二磺酸。使用该试剂时，稀土元素的摩尔吸收系数可高达0.98 ~ 1.2。这是一种基于被测物质分子对光的选择性吸收的分析方法。包括比色分析和紫外可见分光光度法。测量溶液对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可得到吸收光谱。根据各种物质的所有特殊吸收光谱，可以进行定性分析和定量分析。
色度学以太阳光为光源，目测比较颜色的深浅。最早的记录是1838 w . a . lamadius在玻璃量筒中测定钴矿中铁和镍，将标准参比溶液与样品溶液进行比较。
在1846中，A. Jacquelin提出根据铜氨溶液的蓝色来测定铜。然后是T.J. Heropas的硫氰酸盐法测定铁(1852)；纳氏法测定氨:苯酚二磺酸法测定硝酸盐(1864 ):过氧化氢法测定钛(1870 ):亚甲蓝法测定硫化氢(1883 ):磷硅酸法测定二氧化硅(1898)。分光光度计采用单色光和光电倍增管，波长范围为220 ~ 1000 nm，比可视范围(400 ~ 700 nm)更宽。
用光照射悬架，从上面看，视线与光成直角时，称为雾比较法；如果视线和光线在一条直线上，就叫比浊法。
18世纪50年代，G.J. mulder用目测法测量上层液体中氯化银悬浮液的亮度。随后，J.-S .斯塔尔用一个标准悬架作为参考。
1894年，美国的T.W. Richards设计了第一台雾度计。特定雾法最初用于观察母液中氯(或溴)离子和银离子的浓度是否达到原子量测定中的等效水平。随后用该方法进行定量测定，灵敏度高，可测定一升水中3微克磷或一升水中10微克丙酮。红外光谱是有机化学家鉴定未知化合物的有力手段。红外光谱在20世纪20年代被应用于汽油爆震的研究，然后被用于鉴定天然和合成橡胶以及其他有机化合物中的未知物和杂质。20世纪70年代，基于电子计算机的快速发展，傅里叶变换红外光谱(FTIR)实验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具。远红外光谱(200 ~ 10 cm)和微波光谱(10 ~ 0.1 cm)是研究分子旋转的光谱方法。
拉曼光谱是研究分子振动的另一种方法。早期的拉曼光谱信号太弱，无法使用，直到激光作为单色光源，才推动了它在分析化学中的应用。拉曼光谱已经发展成为利用傅里叶变换技术的傅里叶变换拉曼光谱分析技术、聚焦显微拉曼光谱分析技术、表面增强拉曼效应分析技术等，在生物医学分析、文物分析、宝石鉴定、矿物分析等领域发挥着重要作用。1672年，我牛顿在暗室里用棱镜把太阳光分成七种颜色，这就是原子发射光谱法的始祖。
1800年，F.W .赫歇尔发现了红外线。次年，J.W. Ritter利用氯化银还原现象发现了紫外区。第二年，W. H .沃拉斯顿观察到了太阳光谱的暗线。
1815年，J.von Fraunhofer经过研究将暗线命名为Fraunhofer线。在文献中，钠线称为D线，也是弗劳恩霍夫规定的。本森(R.W. Benson)发明了名为本生灯的煤气灯，其火焰几乎是透明的，不发光，便于光谱研究。
1859年，本生和他的同事物理学家G.R .基尔霍夫研究了火焰中各元素的特征发射和吸收光谱，指出太阳光谱中的夫琅和费线是一条原子吸收线，因为太阳的大气中有各种元素。他们使用的仪器已经具备了现代分光镜的要素。他们堪称发射光谱法的创始人。化学分析包括滴定分析和称重分析，根据物质的化学性质来确定物质的成分和相对含量。
光谱学
质谱仪
分光光度法和比色法
色谱和电泳
结晶学
显微镜观察
电化学分析
经典分析
虽然当代大多数分析方法都是仪器分析，但有些仪器的设计初衷是为了简化经典方法的不便，其基本原理仍然来源于经典分析。此外，样品配置等预处理仍需要经典分析方法的辅助。以下是一些经典的分析方法:
滴定
重量分析
无机定性分析仪器:当代分析化学侧重于仪器分析。常用的分析仪器有几种，包括原子和分子光谱仪、电化学分析仪器、核磁共振、X射线和质谱。仪器分析以外的分析化学方法统称为经典分析化学。
分析化学是化学的一个重要分支，主要研究物质中有哪些元素或族(定性分析)；每种成分的数量或纯度是多少(定量分析)；原子如何连接成分子，如何在空间排列等等。
仪器分析法:是根据物质的物理性质或理化性质来确定物质的组成和相对含量。仪器分析根据测定方法和原理的不同，可分为电化学分析、光学分析、色谱分析和其他分析方法四大类。如右图所示。
主要分析仪器:
原子吸收光谱法
原子荧光光谱法
阿尔法粒子X射线光谱仪(APXS)
毛细管电泳分析仪
色谱法(色谱法)
比色法
循环伏安法
差示扫描量热法(DSC)
电子顺磁共振
电子自旋共振
椭偏仪(椭偏仪)
现场流动分馏(FFF)
傅里叶变换红外光谱
气相色谱法
气相色谱-质谱法
高效液相色谱(HPLC)
离子微探针
电感耦合等离子体
仪器质量分馏(IMF)
离子选择电极
激光诱导击穿光谱(LIBS)
质谱分析
穆斯堡尔光谱系统(穆斯堡尔光谱拷贝)
核磁共振
粒子诱导X射线发射光谱学(PIXE)。
热解-气相色谱-质谱法
拉曼光谱(拉曼光谱)
折射率
* * *共振增强多光子电离(REMPI)
扫描透射x射线显微镜(STXM)
薄层色谱法
透射电子显微镜
x射线荧光光谱仪
x射线显微镜(XRM)化学分析和仪器分析。
任何主要利用化学原理进行分析的方法都叫化学分析；主要利用物理原理进行分析的方法称为仪器分析。当然，这两者很难划清界限，中间也有办法。
仪器一般指大型仪器，如核磁共振(见核磁共振谱)、X射线荧光光谱仪(见X射线荧光光谱仪)、X射线衍射仪、质谱仪(见质谱)、电子能谱仪等。原子发射光谱法和原子吸收光谱法基本上都是采用湿法预处理，然后在相应的仪器中进行测定，可以看作是介于两者之间的一种方法，也可以看作是化学方法和仪器方法的结合。你不能认为仪器的使用就是仪器分析。例如，重量分析从用天平称量样品开始，最后一步是用天平称量沉淀物。
天平是物理仪器，称重是物理过程，但重量分析法是公认的典型的化学分析方法，因为重量分析法主要依靠待测离子与沉淀剂的相互作用来定量沉淀析出物。至于经典法这个词，指的是重量分析法和容量分析法。它的范围远远窄于化学方法。因此，经典方法只是化学分析的一部分，而不是全部。大致分为无机分析和有机分析。
对天然产物和工业产品中无机物的分析，如岩石、矿物、陶瓷、钢铁、合金、无机酸、烧碱等，属于无机分析；石油、染料、塑料、食品、合成药物、中草药的分析属于有机分析。简而言之，烃类及其衍生物的分析属于有机分析，而除上述物质外的分析属于无机分析。但无机物有时会混入一些有机物，有机物中也含有无机物。例如，河水和海水含有有机物，一些锰矿含有有机物，煤含有灰分，石油含有络合物形式的金属，纸张含有无机填料。这类文章既用无机分析，也用有机分析。
还有其他方法对无机物和有机物同样有效，如气相色谱法。样品中的一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、氧气、甲烷、乙烯和水蒸气在同一个柱中，在选定的条件下可以一个接一个或成组分离。Hosatte气体分析仪也是如此，只是分离原理不同。
痕量分析意味着样品中含有非常少的。一般样品中的含量是主要成分，含量是次要成分。E.b .桑德尔认为1% ~ 0.01%的含量是次要成分。有人认为10% ~ 0.01%是次要成分。0.01%以下的含量称为微量。痕量分析的趋势倾向于测定越来越低的含量，于是出现了超痕量分析，即含量接近或低于一般痕量的下限。这个名字只是定性的。有关定量或更具体的名称，请参见以下规定:
痕量10 ~ 10微克/克
痕量10 ~ 10微克/克
纳米微量10 ~ 10微克/克
沙迹10 ~ 10
微克/克微量分析还有另一层含义，即微量元素(如
②精密度和准确度最高；
③灵敏度最高，可验证和测定微量或微量成分；
④测定范围最广，大量和微量均可测定；
⑤可确定的元素种类和种类最多；
⑥方法简单，即不需要很高的技巧最容易操作；
⑦经济实用，即要求花费少，收益大。然而，不可能在一种方法中结合所有的优点。比如重量法分析，如果要提高准确度，就要延长分析时间(比如用重沉淀的方法提纯沉淀物)。化学方法是最耗时的，因为它需要精确到1/100，000。分析方法应简单，不仅适用于野外工作(如地质调查、化学勘探、环境监测、土壤检测等)。)，也用于常规室内分析。
因为在不损失要求的准确度和精密度的前提下，方法简单，步骤少，也就意味着节省了时间、人力和成本。比如金店在购买黄金饰品时，在试金石板上画一条线(学名为条纹)，然后从条纹的颜色来鉴别黄金的成色。这种条纹法至今仍用于矿物鉴定。
当然，这种方法不如火试金法或原子吸收光谱法准确，但可以达到鉴别金器的目的。再比如，糖尿病患者的尿糖含量可以用专门的含酶试纸来检测，从试纸的颜色变化来估计含糖量。方法简单，连患者本人都可以使用。另一方面，虽然原子吸收光谱法可以间接测定尿样中的糖含量，但由于不经济而未被采用。虽然有很多灵敏、选择性(甚至特异性)的方法，但如果待测元素的浓度接近或低于方法的下限，富集仍然是不可避免的。富集方法有多种，如升华、挥发、蒸馏、泡沫浮选(见微量富集)、吸附(用分子筛、活性炭等。)、色谱、* *沉淀、* *结晶、汞齐、选择性溶解、溶剂萃取、离子交换等。
在检测或测定之前，常常需要将待检测(或被检测)的物质与干扰物质分离。重要的分离方法包括蒸馏、溶剂萃取、离子交换、电渗析、沉淀、电泳等。，它们与浓缩方法基本相同。浓缩可以被认为是一种提高浓度的分离方法。
虽然隐蔽(见隐蔽与不隐蔽)不是分离，但其作用是使离子失去正常性质，即以另一种形式存在于反应体系中。而分析化学中分离的目的是使干扰离子不再干扰，所以从广义上来说，掩盖及其相反的作用应纳入分离的范畴。隐藏和暴露在分析化学中已经使用了很长时间。重量分析法、分光光度法和极谱法都有应用，特别是在点滴试验和络合滴定中。抽样最重要的要求是代表性，即待分析的样本必须能代表全部。对均质或易混合的物质取样不成问题，气态和液态样品都属于这一类。不均匀的固体物质，如矿石和煤，应按规定的程序取样。否则分析结果不能代表原始材料，白白浪费人力物力。野外矿石取样大多由地质学家进行。分析人员在实验室中按照一定的程序将获得的大样本粉碎并还原成小样本。而有机元素燃烧法合成的纯样品则没有这个问题。
样品熔化是第二步。溶解包括溶解和熔化，也称为分解。有些样品可溶于水、酸或混合酸、碱和有机溶剂。如果上述方法不能溶解，可以用熔剂来熔化。熔剂可分为碱性(如碳酸钠)、酸性(如硫酸氢钾)、氧化性(如过氧化钠)和还原性(如硫代硫酸钠)。如果待分析成分易挥发或熔化温度高，严重腐蚀坩埚，可以用烧结代替，即颗粒表面部分熔化。史密斯法是将氯化铵和碳酸钙(1: 8 ~ 12)与硅酸盐岩石混合烧结，测定其中碱金属的一个例子。有机化合物和生物样品可以用干法或湿法焚烧。干灰化是指在氧气充足的情况下加热至碳化并逐渐燃烧，或在较低温度下用原子氧氧化(低温灰化)。湿法灰化使用氧化性酸(如硝酸、高氯酸和浓硫酸)来氧化样品。干法和湿法各有利弊，看样品而定。