分析化学进展史 1分析化学进展史在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开头从事分析检验的实践活动这一实践活动来源于生产和生活的需要.如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石:实行自然矿物做药物治病,需要识别它们.这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先留意和把握的固然是它们的 外部特征如水银又名“流珠”.“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂“等都是抓住它们的外部特征.人们初步对不同物质进展概念上的区分,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的生疏便逐步深化,于是便能进一步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石随着商品生产和交换的进展,很自然地就会产生把握、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作在古代主要是用简洁的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量到了6世纪已经有了和我们现在所用的根本一样的比重计了.商品交换的进展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是消灭了货币的检验.也就是金属的检验。
古代的金属检验,最重要的是试金技术在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语在古罗马帝国则利用试金石,依据黄金在其上划痕颜色和深度来推断金的成色.l6世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步进展l6 世纪,化学的进展进入所谓的“医药化学时期“关于各地各类矿泉水药理性能的争论是当时医药化学的一项重要任务.这种争论促进了水溶液分析的兴起和发展.1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳〔Boyle,1627—1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时的关于水溶液的各种检验方法和检定反响波义耳在定性分析中的一项重要奉献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性.波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念这一时期的湿法分析从过去利用物质的一些物理性质为主,进展到广琵应用化学反响为主,提高了分析检验法的多样性、牢靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了预备18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大进展.要求供给数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的进展这一时期,分析化学的争论对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种争论从定性检验逐步进展到较高级的定量分析.其中干法 的吹管分析法曾起过重要作用。
此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小L中, 然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被复原为金属单质.但这种方法能够复原出的金属种类并不多到了18世纪中叶,重量分析法使分析化学迈入了定量分析的时代当时著名的瑞典化学家和矿物学家贝格曼(Torbern Bergman,1735—1784〕在《有用化学》一书中指出:“为了测定金属的含量,并不需要把这些金属转变为它们的单质状态,只要把他们以沉淀化合物的形式分别出来,假设我们事先测定沉淀的组成,就可以进展换算了到了l9世纪,元素如雨后春笋般消灭,加之矿物组成简洁,湿法检验假设没有丰富的阅历和周密的检验方案,想得到精准的检验结果明显是格外困难的德国化学家汉立希〔PfafChristian Heinrich,1773—1852) 在他1821出版的一书中指出:为了使湿法定性检验的问题简洁化和削减盲目性,应进展初步试验.1829年,德国化学家罗塞〔Hoinrlch Rose,1795-1864〕首次明确地提出并制定了系统定性分析法1841年德国化学家伏累森纽斯〔Carl Remegius Fresenitm.1818—1897)改进了系统定性分析法,较之罗塞的方案使用的试剂较少。
后来又得到美国化学家诺伊斯(Arthur A.Noyes〕的进一步精细争论和改进使定性分析趋于完善同一期问,定量分析也迅猛进展由伏累森纽斯对各种沉淀组成的测定结果和今日的数据加以比照,可以看出重量分析法到了伏累森纽斯时期已经格外准确他当年争论的某些测定方法至今仍在沿用,其准确度也很牢靠他还对一系列简洁的分别问题如钙与镁、铜和汞、锡和锑等的分别都提出了制造性的见解.他还将缓冲溶液、金属置换、络合掩蔽等手段用于解决这些问题随着过滤技术的改进,有机沉淀剂的应用,加热、净化、重结晶、高精度分析天公正方面争论工作的进展.使重量分析的准确度得到更进一步的提高.但这种方法操作手续繁琐,耗时长,这就使得容量分析快速进展依据沉淀反响、酸碱反响、氧化一复原反响及络合反响的特点,相应消灭了沉淀滴定、酸碱滴定、氧化一复原滴定及络合滴定的容量分析法法国物理学家兼化学家盖吕萨克(Gay—Il ac,1778-185o)应当算是滴定分析的创始人,他继承前人的分析成果对滴定分析进展深入争论.对滴定法的进一步进展,特别是对提高准确度方面做出了奉献,他所提出的银量法至今仍在应用在各种滴定法中 氧化一复原滴定法占有最重要的地位。
碘量法在该世纪中叶已经具有了今日我们沿用的各种形式1853年赫培尔〔Hempe1〕应用高锰酸钾标准溶液滴定草酸,这一方法的建立为以后一些重要的间接法和回漓 法打下了根底.沉淀滴定法则在盖吕萨克银量法的启发下,连续有了较大进展,其中最重要的是1856年莫尔提出的以铬酸钾为指示荆的银量法,这便是广泛应用于测定氯化物的“莫尔法”1874年伏尔哈特(T Volhard)提出了间接沉淀滴定的方法,使沉淀滴定法的应用范围得以扩大.络合滴定法在该世 纪的中叶,借助于有机试剂而得以形成,且有较大进展酸碱滴定法由于找不到适宜的指示剂进展不大,直到19世纪70年月,酸碱滴定的状况仍没有重大转变只是当人工合成指示剂问世并开头应用后,由于它们可在一个很宽的pH范围内变色,这才使酸碱滴定的应用范围显著地扩大滴定分析进展中的另一个方面是仪器的设计和改进,使器已根本上具备了现有的各种形式因而,这一时期堪称为滴定分析的极盛时期直到19世纪末,分析化学根本上照旧是很多定性和定量的检测物质组成的技术集合分析化学作为一I’q科学,很多分析家认为是以著名的德国物理化学家奥斯特瓦尔德(WilholnOstwald,1853—1932〕出版《分析化学的科学根底》的1894年为纪元的.20世纪初,关于沉淀反响、酸碱反响、氧化一复原反响及络台物形成反响的四个平衡理论的建立,使分析化学家的检测技术一跃成为分析化学学科,称之为经典分析化学。
因此,20世纪初这一时期是分析化学进展史上的第一次革命2O世纪以来,原有的各种经典方法不断充实、完善直到目前,分析试样中的常量元素或常量组分的测定,根本上仍普遍承受经典的化学分析方法2O世纪中叶, 由于生产和科研的进展.分析的样品越来越简洁,要求对试样中的微量及痕量组分进展测定,对分析的灵敏度、准确度、速度的要求不断提高,一些以化学反响和物理特性为根底的仪器分析方法逐步创立和进展起来这些的分析方法都是承受了电学、电子学和光学等仪器设备,因而称为“仪器分析”仪器分析所牵涉到的学科领域远较19世纪时的经典分析化学宽阔得多光度分析法、电化学分析法、色层法相继产生并快速进展这一时期的分析化学的进展要受到物理、数学等学科的广泛影响,同时也开头对其它学科作出显著奉献,这是分析化学史上的其次次革命.7O 年月以后.分析化学已不仅仅局限于测定样品的成分及含量,而是着眼于降低测定下限、提高分析准确度上.并且打破化学与其它学科的界限,利用化学、物理、生物、数学等其它学科一切可以利用的理论、方法、技术对待测物质的组成、组分、状态、构造、形态、分布等性质进展全面的分析由于这些非化学方法的建立和进展.有人认为分析化学已不只是化学的一局部,而是正逐步转化成为一门边缘学科——分析科学,并认为这是分析进展史上的第三次革命。
目前,分析化学处于日月异的变化之中,它的进展同现代科学技术的总进展是分不开的一方面.现代科学技术对分析化学的要求越来越高另一方面,又不断地向分析化学输送的理论、方法和手段,使分析化学快速进展特别是近年来电子计算机与各类化学分析仪器的结台,更使分析化学的进展如虎添翼,不仅使仪器的自动把握和操作实现了高速、准确、自动化,而且在数据处理的软件系统和计算机终端设备方面也大大前进了一步作为分析化学两大支柱之一的仪器分析发挥着越来越重要的作用,但对于常量组分的准确分析照旧主要依靠化学分析,即经典分析.化学分析和仪器分析 两局部内容相互补充,化学分析仍是分析化学的一大支柱美国Anal cal Cl1e s 奸杂志1991年和1994年两次登载同一作者的长文“经典分析的过去、现在和将来“, 强调重视经典分析的重要性.。