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分析化學(xué)
本詞條是多義詞，共23個義項
研究物質(zhì)組成及化學(xué)信息的科學(xué)
分析化學(xué)是關(guān)于研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理論的一門科學(xué)，是化學(xué)的一個重要分支。是鑒定物質(zhì)中含有哪些組分，及物質(zhì)由什么組分組成，測定各種組分的相對含量，研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或晶體。
基本信息
| 中文名 | 分析化學(xué) |
| 外文名 | Analytical Chemistry |
| 應(yīng)用范圍 | 醫(yī)藥 臨床化驗 環(huán)境保護(hù) |
| 主要任務(wù) | 鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成 |
| 領(lǐng)域 | 能源 化工 化學(xué) |
| 學(xué)科 | 化學(xué) |
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學(xué)科簡介
分析化學(xué)
主要任務(wù)
分析化學(xué)的主要任務(wù)是鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成（元素、離子、官能團(tuán)、或化合物）、測定物質(zhì)的有關(guān)組分的含量、確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)（化學(xué)結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、空間分布）和存在形態(tài)（價態(tài)、配位態(tài)、結(jié)晶態(tài)）及其與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系等。
分析化學(xué)的任務(wù)
(1)確定物質(zhì)的化學(xué)組成——定性分析
(2)測量各組成的含量——定量分析
(3)表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)——結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析、能態(tài)分析
(4)表征組成、含量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)的動力學(xué)特征——動態(tài)分析
發(fā)展歷史
古代的分析化學(xué)
定性分析和定量分析
容量分析
微量分析
色譜法
薄層層析
熱分析
有機試劑光度分析
原子發(fā)射光譜法
分析方法
分析方法的分類
分析方法的理想條件
分離和富集方法
取樣和試樣分解
第一個重要階段
20世紀(jì)二三十年代利用當(dāng)時物理化學(xué)中的溶液化學(xué)平衡理論，動力學(xué)理論，如沉淀的生成和共沉淀現(xiàn)象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點誤差，催化反應(yīng)和誘導(dǎo)反應(yīng)，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學(xué)的內(nèi)容，并使分析化學(xué)向前邁進(jìn)了一步.
第二個重要階段
20世紀(jì)40年代以后幾十年，第二次世界大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了各種儀器分析方法的發(fā)展，改變了經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面。
原子能技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)的興起，要求分析化學(xué)能提供各種靈敏準(zhǔn)確而快速的分析方法，如半導(dǎo)體材料，有的要求純度達(dá)
以上，在新形勢推動下，分析化學(xué)達(dá)到了迅速發(fā)展。
第三個重要階段
自20世紀(jì)70年代以來，以計算機應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時代的到來，促使分析化學(xué)進(jìn)入第三次變革時期。
由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的需要，基礎(chǔ)理論及測試手段的完善，現(xiàn)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全面的信息，使得微區(qū)分析、薄層分析、無損分析、瞬時追蹤、在線監(jiān)測及過程控制等過去的難題都迎刃而解。
分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的最新成就，成為當(dāng)代最富活力的學(xué)科之一。
消除系統(tǒng)誤差
對照實驗
對照試驗是檢驗分析過程中有無系統(tǒng)誤差的有效方法。用含量已知的標(biāo)準(zhǔn)試樣或純物質(zhì)，以同一方法按完全相同的條件，平行測定，由分析結(jié)果與已知含量的誤差對結(jié)果進(jìn)行校正，可減免系統(tǒng)誤差。
對于新建立的分析方法，一般要求與經(jīng)典方法對照，對同一試樣進(jìn)行測量，比較測量結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度，以判斷所建方法的可行性。
回收試驗
當(dāng)無法獲得標(biāo)準(zhǔn)試樣時，分析方法的準(zhǔn)確度用回收試驗的結(jié)果來衡量。回收試驗是先用所建方法測出試樣中某組分含量，再取幾份相同試樣（
），各加入適量待測組分的純品，按相同條件進(jìn)行測定
回收率越接近
，系統(tǒng)誤差越小，方法準(zhǔn)確度越高。回收率偏低可能是樣品制備不當(dāng)、提取不完全或方法本身的系統(tǒng)誤差所致；回收率偏高則可能和方法選擇性差，雜志干擾等因素有關(guān)。回收試驗常在微量組分分析中應(yīng)用。
空白試驗
空白試驗是采用和測定試樣完全相同的方法、儀器和試劑，但不加入試樣的情況下進(jìn)行的分析試驗。所得結(jié)果成為空白值，從試驗的分析結(jié)果中扣除空白值，可消除由試劑、溶劑及試驗器皿等引入的雜質(zhì)所造成的誤差。
發(fā)展簡史
分析化學(xué)這一名稱雖創(chuàng)自玻意耳，但其實踐運用與化學(xué)工藝的歷史同樣古老。古代冶煉、釀造等工藝的高度發(fā)展，都是與鑒定、分析、制作過程的控制等手段密切聯(lián)系在一起的。在東、西方興起的煉丹術(shù)、煉金術(shù)等都可視為分析化學(xué)的前驅(qū)。
古代化學(xué)的發(fā)展
公元前3000年，埃及人已經(jīng)掌握了一些稱量的技術(shù)。最早出現(xiàn)的分析用儀器當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)砝碼(約公元前2600)尚存于世。不過等臂天平用于化學(xué)分析，當(dāng)始于中世紀(jì)的烤缽試金法中。
古代認(rèn)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(jì)已使用試金石以鑒定金的成色，公元前三世紀(jì)，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(qū)。
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(jīng)灰化)中的含鐵量。
火試金法是一種古老的分析方法。遠(yuǎn)在公元前13世紀(jì)，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱：“陛下送來之金經(jīng)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(guī)定黃金檢驗的步驟，其中提出對所使用天平的構(gòu)造要求和使用方法。
18-19世紀(jì)
德國化學(xué)家克拉普羅特不僅改進(jìn)了重量分析的步驟，還設(shè)計了多種非金屬元素測定步驟。他準(zhǔn)確地測定了近200種礦物的成分及各種工業(yè)產(chǎn)品如玻璃、非鐵合金等的組分。
18世紀(jì)分析化學(xué)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(xué)家。除無機物外，他還測定過“有機物中元素的百分?jǐn)?shù)”。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(guān)樣品的定性知識。此法一直沿用至19世紀(jì)，其優(yōu)點是迅速和所需要的樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產(chǎn)資源等。
19世紀(jì)分析化學(xué)的杰出人物之一是弗雷澤紐斯，他創(chuàng)立一所分析化學(xué)專業(yè)學(xué)校(此校至今依然存在)；并在1862年創(chuàng)辦德文的《分析化學(xué)》雜志，其后人連任主編至今。他編寫的《定性分析》、《定量分析》兩本書編譯為多種文字，包括晚清時代出版的中譯本，定名為《化學(xué)考質(zhì)》和《化學(xué)求數(shù)》。他將定性分析的“陽離子硫化氫系統(tǒng)”修訂為的五組，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年波義耳報道了用植物色素作酸堿指示劑，這是容量分析的先驅(qū)。但真正的容量分析應(yīng)歸功于法國蓋·呂薩克。1824年他發(fā)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(luò)合滴定法創(chuàng)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(xiàn)的是德國莫爾，他設(shè)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(zhǔn)物質(zhì)，硫酸亞鐵銨(也稱莫爾鹽)作氧化還原滴定法的基準(zhǔn)物質(zhì)。
最早的“微量分析”是“化學(xué)顯微術(shù)”，即在顯微鏡下觀察樣品或反應(yīng)物的“晶態(tài)”、“光學(xué)性質(zhì)”、“顆粒尺寸”和“圓球直徑”等。17世紀(jì)中葉胡克從事顯微鏡術(shù)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(qū)別鉀、鈉。德意志化學(xué)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(zhì)；在1756年用顯微鏡檢驗鉑族金屬。1891年，萊爾曼提出熱顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。科夫勒及其夫人設(shè)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(fā)展到電子顯微鏡，分辨率可達(dá)1埃。
不用顯微鏡的最早的微量分析者應(yīng)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(yīng)，并發(fā)表了《微量化學(xué)實驗技術(shù)》一書。近代微量分析奠基人是埃米希，他設(shè)計和改進(jìn)微量化學(xué)天平，使其靈敏度達(dá)到微量化學(xué)分析的要求；改進(jìn)和提出新的操作方法，實現(xiàn)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(chǎn)物，其量尚不足作一次常量碳?xì)?/a>分析。在聽了埃米希于1909年所作有關(guān)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(shù)毫克)，并獲得成功；1917年出版《有機微量定量分析》，并在1923年獲諾貝爾化學(xué)獎。
德國化學(xué)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(chǎn)生的美麗圖案。1861年出現(xiàn)舍恩拜因的毛細(xì)管分析，他將濾紙條浸入“含數(shù)種無機鹽”的水中，水?dāng)y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(xué)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(jì)60年代，魏斯提出環(huán)爐技術(shù)。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(fā)溶劑，遂分離為若干同心環(huán)。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(jié)果。
發(fā)展概述
火試金法是久經(jīng)考驗的一種分析方法。遠(yuǎn)在公元前13世紀(jì)，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱:“陛下送來之金經(jīng)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。14世紀(jì)時，在歐洲已用法律規(guī)定烤缽試金法為檢驗黃金的手段。匈牙利王查理一世曾令每一礦城須建立一個火試金試驗室。法國國王菲利普六世曾規(guī)定黃金檢驗的步驟，其中并提出對所使用天平的構(gòu)造要求和使用方法，如天平不應(yīng)置于受風(fēng)吹或寒冷之處，使用者的呼吸不得影響天平的稱量等。
1540年出版的《火技藝》一書已詳述用骨灰制作烤缽和灰吹法。隨后不久，火試金法即推廣至某些賤金屬，特別是銅和鉛礦石分析。德意志G.阿格里科拉在其名著《坤輿格致》第七章中，系統(tǒng)敘述火試金法。本法又稱干法，適用于能從樣品中以粒狀或鈕扣狀析出的金屬，而不適用于非金屬。
定性分析和定量分析 瑞典化學(xué)家T.O.貝格曼可稱為無機定性、定量分析的奠基人。他首先提出金屬元素除金屬態(tài)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。當(dāng)時還沒有原子量，也沒有化合物的分子式。他的換算因子是由實驗直接獲得的。
德意志化學(xué)家M.H.克拉普羅特不僅改進(jìn)了重量分析的步驟，還設(shè)計了多種非金屬元素測定步驟。他準(zhǔn)確地測定了近200種礦物的成分及各種工業(yè)產(chǎn)品如玻璃、非鐵合金等的組分。
18世紀(jì)分析化學(xué)的代表人物首推J.J.貝采利烏斯。他引入了一些新試劑（如氫氟酸用于分解硅酸鹽巖石和二氧化硅測定）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(xué)家。除無機物外，他還測定過有機物中元素的百分?jǐn)?shù)。他對吹管分析尤為重視。吹管分析可認(rèn)為是冶金操作之微型化，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(guān)樣品的定性知識。此法沿用至19世紀(jì)，其優(yōu)點是迅速、所需樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產(chǎn)資源等。
19世紀(jì)分析化學(xué)的杰出人物之一是C.R.弗雷澤紐斯，他創(chuàng)立一所分析化學(xué)專業(yè)學(xué)校，至今此校仍存在；并于1862年創(chuàng)辦德文的《分析化學(xué)》雜志，由其后人繼續(xù)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(xué)考質(zhì)》和《化學(xué)求數(shù)》。他將定性分析的陽離子硫化氫系統(tǒng)修訂為五組，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。
研究內(nèi)容
分析化學(xué)主要任務(wù)是研究下列問題：①物質(zhì)中有哪些元素和（或）基團(tuán)（定性分析）；②每種成分的數(shù)量或物質(zhì)純度如何（定量分析）；③物質(zhì)中原子彼此如何聯(lián)結(jié)而成分子和在空間如何排列（結(jié)構(gòu)和立體分析）。
當(dāng)代分析化學(xué)將研究分為兩個范疇，一是分析的對象，一是分析的方法。<分析化學(xué)期刊>(AnalyticalChemistry)每年在第12期會在兩個范疇輪流做一次回顧評述。
分析的對象
生物分析化學(xué)(Bioanalyticalchemistry)
材料分析(Materialanalysis)
化學(xué)分析(Chemicalanalysis)
環(huán)境分析(Environmentalanalysis)
分析的方法
光譜學(xué)
質(zhì)譜學(xué)
分光度和比色法
層析和電泳法
結(jié)晶學(xué)
顯微術(shù)
電化學(xué)分析
古典分析
雖說當(dāng)代分析方法絕大部分為儀器分析，但有些儀器最初的設(shè)計目的，是為了簡化古典方法的不便，基本原理仍來自於古典分析。另外，樣品配置等前置處理，仍需要藉由古典分析手法的協(xié)助。以下舉一些古典分析方法：滴定法
重量分析
無機定性分析
儀器分析
原子吸收光譜法(Atomicabsorptionspectroscopy,AAS)
原子熒光光譜法(Atomicfluorescencespectroscopy,AFS)
色譜法(Chromatography)
比色法(Colorimetry)
循環(huán)伏安法(CyclicVoltammetry,CV)
電子順旋共振儀(Electronparamagneticresonance,EPR)
電子自旋共振(Electronspinresonance,ESR)
橢圓偏振技術(shù)(Ellipsometry)
場流分離法(Fieldflowfractionation,FFF)
氣相色譜-質(zhì)譜法(Gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)
高效液相色譜法(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)
離子微探針(IonMicroprobe,IM)
Instrumentalmassfractionation(IMF)
選擇性電極(Ionselectiveelectrode,ISE)
激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS)
質(zhì)譜儀(Massspectrometry,MS)
穆斯堡爾光譜儀系統(tǒng)(Mossbauerspectroscopy)
核磁共振(Nuclearmagneticresonance,NMR)
粒子誘發(fā)X-射線產(chǎn)生(ParticleinducedX-rayemissionspectroscopy,PIXE)
熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜儀(Pyrolysis-GasChromatography-MassSpectrometry,PY-GC-MS)
拉曼光譜(Ramanspectroscopy)
折射率
薄板層析(Thinlayerchromatography,TLC)
穿透式電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscopy,TEM)
X射線熒光光譜儀(X-rayfluorescencespectroscopy,XRF)
X射線顯微鏡(X-raymicroscopy,XRM)
階段
分析化學(xué)這一名稱雖創(chuàng)自R.玻意耳，但其實踐應(yīng)與化學(xué)工藝同樣古老。不能想象古代冶煉、釀造等工藝的高度發(fā)
展，沒有簡單的鑒定、分析、制作過程的控制等手段。隨后在東、西方興起的煉丹術(shù)、煉金術(shù)可視為分析化學(xué)的前驅(qū)。
分析化學(xué)
古代的分析化學(xué)公元前3000年，埃及人已知稱量的技術(shù)。最早出現(xiàn)的分析用儀器當(dāng)推等臂天平，它記載在《莎草紙卷》（公元前1300）上。巴比倫的祭司所保管的石制標(biāo)準(zhǔn)砝碼（約公元前2600）尚存于世。不過等臂天平用于分析，當(dāng)在中世紀(jì)用于烤缽試金法（火試金法之一）中。
古代認(rèn)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4世紀(jì)已知使用試金石以鑒定金的成色。公元前3世紀(jì)，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。這是無傷損分析之先驅(qū)。
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(Ⅲ)，這是最早使用的有機試劑，也是最早的試紙。遲至1751年,J.T.埃勒爾·馮·布羅克豪森用同一方法檢出血渣（經(jīng)灰化）中的含鐵量。
主要分類
分析化學(xué)是研究物質(zhì)組成的科學(xué)，它包括化學(xué)分析、儀器分析兩部分。
化學(xué)分析包括滴定分析和稱量分析，它是根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)的組成及相對含量。
儀器分析的方法很多，它是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)或物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)的組成及相對含量。儀器分析根據(jù)測定的方法原理不同，可分為電化學(xué)分析、光學(xué)分析、色譜分析、其他分析法等4大類。如右圖。
化學(xué)分析是基礎(chǔ)，儀器分析是目前的發(fā)展方向。
分析方法
火試金法是久經(jīng)考驗的一種分析方法。遠(yuǎn)在公元前13世紀(jì)，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱:“陛下送來之金經(jīng)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。14世紀(jì)時，在歐洲已用法律規(guī)定烤缽試金法為檢驗黃金的手段。匈牙利王查理一世曾令每一礦城須建立一個火試金試驗室。法國國王菲利普六世曾規(guī)定黃金檢驗的步驟，其中并提出對所使用天平的構(gòu)造要求和使用方法，如天平不應(yīng)置于受風(fēng)吹或寒冷之處，使用者的呼吸不得影響天平的稱量等。
1540年出版的《火技藝》一書已詳述用骨灰制作烤缽和灰吹法。隨后不久，火試金法即推廣至某些賤金屬，特別是銅和鉛礦石分析。德意志G.阿格里科拉在其名著《坤輿格致》第七章中，系統(tǒng)敘述火試金法。本法又稱干法，適用于能從樣品中以粒狀或鈕扣狀析出的金屬，而不適用于非金屬。
定性分析和定量分析瑞典化學(xué)家T.O.貝格曼可稱為無機定性、定量分析的奠基人。他首先提出金屬元素除金屬態(tài)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。當(dāng)時還沒有原子量，也沒有化合物的分子式。他的換算因子是由實驗直接獲得的。
德意志化學(xué)家M.H.克拉普羅特不僅改進(jìn)了重量分析的步驟，還設(shè)計了多種非金屬元素測定步驟。他準(zhǔn)確地測定了近200種礦物的成分及各種工業(yè)產(chǎn)品如玻璃、非鐵合金等的組分。
18世紀(jì)分析化學(xué)的代表人物首推J.J.貝采利烏斯。他引入了一些新試劑（如氫氟酸用于分解硅酸鹽巖石和二氧化硅測定）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(xué)家。除無機物外，他還測定過有機物中元素的百分?jǐn)?shù)。他對吹管分析尤為重視。吹管分析可認(rèn)為是冶金操作之微型化，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(guān)樣品的定性知識。此法沿用至19世紀(jì)，其優(yōu)點是迅速、所需樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產(chǎn)資源等。
19世紀(jì)分析化學(xué)的杰出人物之一是C.R.弗雷澤紐斯，他創(chuàng)立一所分析化學(xué)專業(yè)學(xué)校，至今此校仍存在；并于1862年創(chuàng)辦德文的《分析化學(xué)》雜志，由其后人繼續(xù)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(xué)考質(zhì)》和《化學(xué)求數(shù)》。他將定性分析的陽離子硫化氫系統(tǒng)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。
容量分析1663年玻意耳報道了用植物色素作酸堿指示劑。但真正的容量分析應(yīng)歸功于法國J.-L.蓋-呂薩克。1824年他發(fā)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(luò)合滴定法創(chuàng)自J.von李比希，他用銀(Ⅰ)滴定氰離子。
另一位對容量分析作出卓越貢獻(xiàn)的是德國K.F.莫爾，他設(shè)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(zhǔn)物質(zhì)，硫酸亞鐵銨（也稱莫爾鹽）作氧化還原滴定法的基準(zhǔn)物質(zhì)。
微量分析最早的微量分析是化學(xué)顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察樣品或反應(yīng)物的晶態(tài)、光學(xué)性質(zhì)、顆粒尺寸和圓球直徑等。17世紀(jì)中葉R.胡克從事顯微鏡術(shù)的研究，并于1665年出版《顯微圖譜》。法國藥劑師F.A.H.德卡羅齊耶在1784年用顯微鏡以氯鉑酸鹽形式區(qū)別鉀、鈉。德意志化學(xué)家A.S.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(zhì)；在1756年用顯微鏡檢驗鉑族金屬。1865年A.黑爾維希著《毒物學(xué)中之顯微鏡》。1877年S.A.博里基著《以化學(xué)／顯微鏡法作礦物與巖石分析》，并使用氣體試劑（如氟化氫、氯）、氟硅酸和硫化銨與礦物及其切片作用。T.H.貝侖斯不僅從事無機物的晶體檢驗，還擴充到有機晶體。1891年O.萊爾曼提出熱顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。L.科夫勒及其夫人設(shè)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。熱顯微術(shù)只需一粒晶體。后來又發(fā)展到電子顯微鏡，分辨率可達(dá)1埃。
不用顯微鏡的最早的微量分析者應(yīng)推德國J.W.德貝賴納。他從事濕法微量分析，還有吹管法和火焰反應(yīng)，并發(fā)表了《微量化學(xué)實驗技術(shù)》一書。公認(rèn)的近代微量分析奠基人是F.埃米希。他設(shè)計和改進(jìn)微量化學(xué)天平，使其靈敏度達(dá)到微量化學(xué)分析的要求，改進(jìn)和提出新的操作方法，實現(xiàn)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F.普雷格爾，他曾從膽汁中離析一降解產(chǎn)物，其量尚不足作一次常量碳?xì)浞治觯诼犃税Ｃ紫Ｓ?909年所作的有關(guān)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(shù)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(xué)獎。
常量操作如不適用于微量分析則需改進(jìn)。例如，常量過濾是將沉淀定量移入濾紙錐中或過濾坩堝中。若用此法于微量沉淀過濾，則在原進(jìn)行沉淀的燒杯壁所粘附的物質(zhì)就不能再忽略不計了，所以必須改變辦法。微量過濾采用濾棒吸出母液，而留全部沉淀于容器中。容器可用25毫升瓷坩堝，它兼用作稱量器皿；還可在其內(nèi)洗滌沉淀，然后再用濾棒吸出洗液。這樣既可避免沉淀損失，又可簡化操作手續(xù)。
無機化合物在濾紙上的行為在19世紀(jì)中已引起注意。德意志化學(xué)家F.F.龍格在1850年將染料混合液滴在吸墨紙上使之分離。更早些時候他用染有淀粉和碘化鉀溶液的濾紙或花布塊作漂白液的點滴試驗。他又用浸過硫酸鐵(Ⅲ)和銅(Ⅱ)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(chǎn)生的美麗圖案。1861年出現(xiàn)C.F.舍恩拜因的毛細(xì)管分析，他將濾紙條浸入含數(shù)種無機鹽的水中，水?dāng)y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(xué)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。
用濾紙或瓷板進(jìn)行無機、有機物的檢出是普雷格爾的貢獻(xiàn)。方法簡單而易行，選擇性和靈敏度均高，點滴試驗屬微量分析范圍。所著《點滴試驗》和《專一、選擇和靈敏反應(yīng)的化學(xué)》兩書，為從事分析者所必讀。1921年后奧地利F.法伊格爾系統(tǒng)地發(fā)展了點滴試驗法。
20世紀(jì)60年代，H.魏斯提出環(huán)爐技術(shù)。僅用微克量樣品置濾紙中心，繼用溶劑淋洗，而在濾紙外沿加熱以蒸發(fā)溶劑，遂分離為若干同心環(huán)。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(jié)果。
色譜法也稱層析法，基本上是分離方法。1906年俄國М.С.茨維特將綠葉提取汁加在碳酸鈣沉淀柱頂部，繼用純?nèi)軇┝芟矗瑥亩蛛x了葉綠素。此項研究發(fā)表在德國《植物學(xué)》雜志上，故未能引起人們注意。直至1931年德國R.庫恩和E.萊德爾再次發(fā)現(xiàn)本法并顯示其效能，人們才從文獻(xiàn)中追溯到茨維特的研究和更早的有關(guān)研究，如1850年J.T.韋曾利用土壤柱進(jìn)行分離；1893年L.里德用高嶺土柱分離無機鹽和有機鹽。四年后D.T.戴用漂白土分離石油。
氣體吸附層析始于20世紀(jì)30年代的P.舒夫坦和A.尤肯。40年代，德國Y.黑塞利用氣體吸附以分離揮發(fā)性有機酸。英國E.格盧考夫也用同一原理在1946年分離空氣中的氦和氖，并在1951年制成氣相色譜儀（見氣相色譜法）。第一臺現(xiàn)代氣相色譜儀研制成功應(yīng)歸功于E.克里默。
氣體分配層析法根據(jù)液液分配原理，由英國A.J.P.馬丁和R.L.M.辛格于1941年提出。由于此工作之重要，他們獲得1952年諾貝爾化學(xué)獎。M.J.E.戈萊提出用長毛細(xì)管柱，是另一創(chuàng)新。
色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法中將色譜法所得之淋出流體移入質(zhì)譜儀，可使復(fù)雜的有機混合物在數(shù)小時內(nèi)得到分離和鑒定，是最有效的分析方法之一。
液相色譜法包括液－液和液－固色譜，后兩個名稱之第一物態(tài)代表流動相，第二物態(tài)代表固定相。在大氣壓力下，液相色譜流速太低，因此須增加壓強。這方面的先驅(qū)工作是P.B.哈密頓在1960年用高壓液相色譜分離氨基酸。1963年J.C.吉丁斯指出，液相色譜法的柱效要趕上氣相色譜法，則前者填充物顆粒應(yīng)小于后者顆粒甚多，因此需要大壓強，所用的泵應(yīng)無脈沖。1966年R.詹特福特和T.H.高制成這種無脈沖泵。1969年J.J.柯克蘭改進(jìn)填充物，使之具有規(guī)定的表面孔度，再將固定相（如正十六烷基）鍵合在載體上，使之能抗熱和抗溶劑分解。載體可用二氧化硅，鍵合通過
鍵。
薄層層析采用薄層硅膠等代替濾紙進(jìn)行層析。由于硅膠顆粒均勻而細(xì)微，分離的速度和程度一般優(yōu)于紙層析，分離無機物和有機物時與紙層析一樣有效。荷蘭生物學(xué)家M.W.拜爾因克在1889年滴一滴鹽酸和硫酸的混合液于動物膠薄層中部，鹽酸擴散遠(yuǎn)些，在硫酸環(huán)之外另成一環(huán)，相繼用硝酸銀和氯化鋇顯示這兩個環(huán)的存在。9年后H.P.維伊斯曼用同樣方法證明麥芽的淀粉酶中實含兩種酶。直至1956年聯(lián)邦德國E.施塔爾改善涂布方法和操作，采用細(xì)顆粒（
）硅膠等措施，才使該法得到廣泛使用。定量薄層層析始于J.G.基施納等(1954)。他們最先測定橙柑屬及其加工品中的聯(lián)苯(見薄層層析)。
熱分析希臘哲學(xué)家泰奧弗拉斯圖斯曾記錄各種巖石礦物及其他物質(zhì)遇熱所發(fā)生的影響。法國H.－L.勒夏忒列和英國W.C.羅伯茨－奧斯汀同稱為差熱分析的鼻祖。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)精細(xì)的差熱分析儀和M.J.奧尼爾提出的差示掃描量熱法，它能測定化合物的純度及其他參數(shù)，如熔點和玻璃化、聚合、熱降解、氧化等溫度（見熱分析）。
20世紀(jì)初提出的熱重量法是研究物質(zhì)，如鋼鐵、沉淀等遇熱時重量之變化。本多光太郎創(chuàng)制第一架熱天平，它最初只用于解決冶金方面的問題。將它用于分析方面的當(dāng)推C.杜瓦爾。他曾研究過1000多種沉淀的熱行為。例如草酸鈣用高溫可灼燒為氧化鈣，也可在約550°C灼燒為碳酸鈣。二者作為稱量形式，則以后者為佳，因灼燒時既省能量，換算因子值較大（因此誤差較小），又免氧化鈣在稱量時吸潮。
電解時，銅(Ⅱ)在陰極還原而以單質(zhì)（零價）析出，再進(jìn)行稱量，應(yīng)歸入重量法。此時可認(rèn)為電子是沉淀劑。還有鉛(Ⅱ)在陽極氧化，以二氧化鉛形式附于陽極。前法在19世紀(jì)60年代分別由德意志C.盧科和美國J.W.吉布斯獨立提出。
有機試劑 19世紀(jì)初，用于無機重量分析的有機試劑只有草酸及其銨鹽和琥珀酸銨兩種。前者用于鈣、鎂分離和鈣的測定。后者用于沉淀三價鐵使它與二價金屬離子分離。1885年M.A.伊林斯基和G.von克諾雷提出1－亞硝基－2－萘酚作為鎳存在時鈷的沉淀劑，同時也是第一個螯合劑。至于陰離子測定，在20世紀(jì)初，W.米勒提出4，4－聯(lián)苯胺作為硫酸根的沉淀劑。1950年中國梁樹權(quán)等將有機試劑用于重量分析，測定鎢酸根。1950年M.布希引入4，5－二氫－1，4－二苯基－3，5－苯亞氨基－1,2，4－三氮雜茂(簡稱硝酸根試劑)作為硝酸根沉淀劑。1975年后，它又成為高錸酸根的良好沉淀劑。1950年Л.A.楚加耶夫合成了丁二肟，并觀察到它與鎳(Ⅱ)形成紅色沉淀。兩年后，聯(lián)邦德國O.E.布龍克把丁二肟試劑應(yīng)用于鋼中鎳的測定。嗣后靈敏的和選擇性高的新有機試劑不斷出現(xiàn)。中國曾云鶚等合成3－（2－胂酸基苯偶氮）－6－（2，6－二溴－4－氯苯偶氮）－4，5－二羥基－2，7－萘二磺酸，用此試劑時，稀土元素的摩爾吸光系數(shù)可以高達(dá)
光度分析比色法以日光為光源，靠目視比較顏色深淺。最早的記錄是1838年W.A.蘭帕迪烏斯在玻璃量筒中測定鈷礦中的鐵和鎳，用標(biāo)準(zhǔn)參比溶液與試樣溶液相比較。1846年A.雅克蘭提出根據(jù)銅氨溶液的藍(lán)色測定銅。隨后有T.J.赫羅帕思的硫氰酸根法測定鐵(1852)；奈斯勒法測定氨；苯酚二磺酸法測定硝酸根(1864)；過氧化氫法測定鈦(1870)；亞甲基藍(lán)法測定硫化氫(1883)；磷硅酸法測定二氧化硅(1898)。分光光度計使用單色光和光電倍增管，波長范圍為
，比目視范圍（
）更寬。
用光照射懸浮液，從頂部觀察，當(dāng)視線與光線成直角時，稱為比霧法；如果視線與光線在一條直線上時，稱為比濁法。18世紀(jì)50年代G.J.馬爾德在原子量測定中，利用了目測上層液體中氯化銀懸浮液的亮度。隨后,J.-S.斯塔改用一標(biāo)準(zhǔn)懸浮液作參比。1894年美國T.W.理查茲設(shè)計出第一臺比霧計。比霧法最初用于觀測原子量測定中母液中的氯（或溴）離子和銀離子濃度是否達(dá)到當(dāng)量。隨后此法用于定量測定，其靈敏度很高，可測定一升水所含的3微克磷，或一升水所含的10微克丙酮。
最早研究化合物的紫外吸收光譜的是V.亨利(1914)，他繪制出摩爾吸光系數(shù)對波長的曲線。紅外光譜在20年代開始應(yīng)用于汽油爆震研究，繼用于鑒定天然和合成橡膠以及其他有機化合物中的未知物和雜質(zhì)。喇曼光譜(見喇曼光譜學(xué)是研究分子振動的另一種方法。喇曼光譜法的信號太弱，使用困難，直至用激光作為單色光源后，才促進(jìn)其在分析化學(xué)中的應(yīng)用。遠(yuǎn)紅外光譜（
）和微波譜（
）是研究分子旋轉(zhuǎn)的光譜法。
原子發(fā)射光譜法可上溯至I.牛頓，他在暗室中用棱鏡分日光為七色(1672)。1800年F.W.赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線。次年J.W.里特用氯化銀還原現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)紫外區(qū)。又次年W.H.渥拉斯頓觀察到日光光譜的暗線。15年后J.von夫瑯和費經(jīng)過研究，命名暗線為夫瑯和費線。現(xiàn)在文獻(xiàn)中稱鈉線為D線，也是夫瑯和費規(guī)定的。R.W.本生發(fā)明了名為本生燈的煤氣燈，燈的火焰近于透明而不發(fā)光，便于光譜研究。1859年本生和他的同事物理學(xué)家G.R.基爾霍夫研究各元素在火焰中呈示的特征發(fā)射和吸收光譜，并指出日光光譜中的夫瑯和費線是原子吸收線，因為太陽的大氣中存在各種元素。他們用的儀器已具備現(xiàn)代分光鏡的要素。他們可稱為發(fā)射光譜法的創(chuàng)始人。
電化學(xué)分析法W.H.能斯脫在1889年提出了能斯脫公式，將電動勢與離子濃度、溫度聯(lián)系起來，奠定了電化學(xué)的理論基礎(chǔ)。隨后，電化學(xué)分析法有了發(fā)展，電沉積重量法、電位分析法、電導(dǎo)分析法、安培滴定法、庫侖滴定法、示波極譜法相繼出現(xiàn)。氫電極、玻璃電極和離子選擇性電極陸續(xù)制成。尤以極譜分析技術(shù)貢獻(xiàn)卓著。
分析方法分析方法的分類①按方法的原理可分：化學(xué)分析和儀器分析。凡主要利用化學(xué)原理進(jìn)行分析的方法稱為化學(xué)分析法；而主要利用物理學(xué)原理進(jìn)行分析的方法則稱為儀器分析法。當(dāng)然這兩者的界限難以截然劃清，也有介乎二者之間的方法。儀器一般指大型儀器，如核磁共振儀（見核磁共振譜）、X射線熒光儀(見X射線熒光光譜分析法)、X射線衍射儀、質(zhì)譜儀(見質(zhì)譜法)、電子能譜儀等。原子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法基本上采用濕法預(yù)處理，然后在相應(yīng)儀器中測定，可認(rèn)為是介于二者之間的方法，也可看作是化學(xué)法與儀器法的聯(lián)合使用。不能認(rèn)為用到儀器就是儀器分析。例如，重量分析開始于用天平稱量樣品，末一步再用天平稱沉淀重量。天平是物理儀器，稱量是物理過程，但重量分析卻是公認(rèn)的典型化學(xué)分析法，原因是重量分析主要靠欲測離子與沉淀劑作用而定量析出沉淀。至于經(jīng)典法一詞，專指重量分析法和容量分析。其范圍遠(yuǎn)狹于化學(xué)法。所以經(jīng)典法僅是化學(xué)分析法的一部分，而不是全部。②按樣品性質(zhì)可粗分為無機分析和有機分析兩大類。天然產(chǎn)物和工業(yè)制品中的無機物，如巖石、礦物、陶瓷、鋼鐵、合金、礦物酸、燒堿等的分析屬無機分析；石油、染料、塑料、食品、合成藥物、中草藥等的分析屬有機分析。簡言之，凡碳?xì)浠衔?/a>及其衍生物的分析屬有機分析，而除上述物質(zhì)外的分析統(tǒng)屬無機分析。不過，無機物中有時夾雜一些有機物質(zhì)，而有機物也含有無機物質(zhì)。例如，河水、海水中含有有機物，有些錳礦夾雜有機物，煤含有灰分，石油含有以絡(luò)合物形式存在的金屬，紙張中有無機填充物等。這類物品既用到無機分析，也用到有機分析。
還有一些方法對無機物質(zhì)和有機物質(zhì)同樣有效，如氣相色譜法便是其中之一。樣品中一氧化碳、二氧化碳、氫、氮、氧、甲烷、乙烯、水氣等在同一柱中，在選擇的條件下可逐一分離或分組分離。奧薩特氣體分析器也是如此，只是分離的原理不同。
痕量分析是指樣品所含的量極為微少。一般，在樣品中含量多的為主要成分，含量少的為次要成分。E.B.桑德爾認(rèn)為含量在
的為次要成分。有人認(rèn)為在
的為次要成分。含量在萬分之一(
)以下稱為痕量。痕量分析的動向趨于測定愈來愈低的含量，因此出現(xiàn)了超痕量分析，即含量接近或低于一般痕量下限。這名稱只是定性的。定量或更明確的名稱見下列規(guī)定：
痕量
微痕量
納痕量
沙痕量
微克／克微痕量分析尚另有一種意義，即使用微量分析的稱樣，而測定其中痕量元素(例如＜10微克／克)。為與前述一詞區(qū)分，后一詞應(yīng)稱為微樣痕量分析。
分析方法的理想條件①選擇性最高，以至具有專一性，即干擾極少，這樣就可以減輕或省略分離步驟；②精密度和準(zhǔn)確度最高；③靈敏度最高，從而少量或痕量組分即可檢定和測定；④測定范圍最廣，大量和痕量均能測定；⑤能測定的元素種類和物種最多；⑥方法簡便，即最易操作而不需高度技巧；⑦經(jīng)濟(jì)實惠，即要求費用少而收益大。但匯集所有優(yōu)點于一法是辦不到的，例如，在重量分析中，如要提高準(zhǔn)確度，需要延長分析時間（如用重沉淀法純化沉淀）。因為化學(xué)法測定原子量要求準(zhǔn)確到十萬分之一，所以最費時間。
分析方法要力求簡便，不僅野外工作（諸如地質(zhì)普查、化學(xué)探礦、環(huán)境監(jiān)測、土壤檢測等）需要簡便、有效的化學(xué)分析方法，室內(nèi)例行分析工作也如此。因為在不損失所要求之準(zhǔn)確度和精度的前提下，簡便方法步驟少，這就意味著節(jié)省時間、人力和費用。例如，金店收購金首飾時，是將其在試金石板上劃一道（科學(xué)名稱是條紋），然后從條紋的顏色來決定金的成色。這種條紋法在礦物鑒定中仍然采用。當(dāng)然，該法不及火試金法或原子吸收光譜法準(zhǔn)確，但已能達(dá)到鑒定金器之目的。又如，糖尿病人的尿糖量可用特制的含酶試紙進(jìn)行檢驗，從試紙的顏色變化估計含糖量的多寡，其方法之簡便連患者本人也會使用。另一方面，用原子吸收光譜法雖然也能間接測定尿中含糖量，但因為不經(jīng)濟(jì)而沒有被采用。
分離和富集方法雖然有不少靈敏的和選擇性強(甚至專一)的方法，但是如果欲測元素的濃度接近或低于方法的測定下限，則富集仍不可避免。富集方法很多，如升華、揮發(fā)、蒸餾、泡沫浮選（見痕量富集）、吸附（用分子篩、活性炭等）、色譜法、共沉淀、共結(jié)晶、汞齊作用、選擇溶解、溶劑萃取、離子交換等。
在檢出或測定之前，常常需要使欲測（或檢出）物質(zhì)與干擾物質(zhì)彼此分離。重要的分離方法有蒸餾、溶劑萃取、離子交換、電滲析、沉淀、電泳等，大都與富集方法相同。富集可認(rèn)為是提高濃度的分離方法。
隱蔽作用（見隱蔽和解蔽）雖不是分離，但其作用使離子失去其正常性質(zhì)，即令該離子以另一形式存于反應(yīng)體系中。然而在分析化學(xué)中分離之目的無非使干擾離子不再干擾，因此就廣義而言，隱蔽及其相反作用解蔽應(yīng)包括在分離范疇中。在分析化學(xué)中采用隱蔽和解蔽作用由來已久。重量分析、光度法、極譜法中均已應(yīng)用，特別在點滴試驗和絡(luò)合滴定法中使用得更頻繁。
取樣和試樣分解取樣最重要的要求是有代表性，即取來欲分析的樣品須能代表全體。均勻或容易混勻的物質(zhì)取樣自不成問題，氣態(tài)和液態(tài)樣品屬于這一類。不均勻的固態(tài)物質(zhì)，如礦石和煤炭等應(yīng)按規(guī)定手續(xù)取樣。否則，分析結(jié)果不能代表原物質(zhì)，徒然浪費人力物力。野外礦石取樣多由地質(zhì)人員進(jìn)行。所得大樣在試驗室中由分析人員按一定手續(xù)粉碎和縮分到小樣。另一方面，有機元素燃燒法分析合成的純樣品則無此問題。
樣品溶熔是第二步。溶熔包括溶解和熔融，也稱分解。有些樣品能溶解于水、酸或混合酸、堿，以及有機溶劑中。上述辦法不能溶解的，可改用熔劑熔融。熔劑可分堿性（如碳酸鈉）、酸性（如硫酸氫鉀）、氧化性（如過氧化鈉）和還原性的（如硫代硫酸鈉）。如果欲分析的成分較易揮發(fā)或熔融溫度高，對坩堝腐蝕嚴(yán)重，則可改用燒結(jié)，即將顆粒表面部分熔化。史密斯法用氯化銨和碳酸鈣(
)與硅酸鹽巖石混合和燒結(jié)，以測定其中的堿金屬便是一例。有機化合物和生物樣品可采用干法或濕法灰化。干法灰化為在充分氧氣存在下加熱至炭化并逐漸燃燒，或在較低溫度用原子氧氧化（低溫灰化）。濕法灰化利用氧化性酸（如硝酸、高氯酸、濃硫酸）氧化樣品。干法、濕法各有其優(yōu)缺點，須視樣品而定。
分析儀器
當(dāng)代分析化學(xué)著重儀器分析，常用的分析儀器有幾大類，包括原子與分子光譜儀，電化學(xué)分析儀器，核磁共振，X光，以及質(zhì)譜儀。儀器分析之外的分析化學(xué)方法，現(xiàn)在統(tǒng)稱為古典分析化學(xué)。
分析化學(xué)是化學(xué)的一個重要分支，它主要研究物質(zhì)中有哪些元素或基團(tuán)(定性分析)；每種成分的數(shù)量或物質(zhì)純度如何(定量分析)；原子如何聯(lián)結(jié)成分子，以及在空間如何排列等等。
應(yīng)用范圍
分析化學(xué)有極高的實用價值，對人類的物質(zhì)文明做出了重要貢獻(xiàn)，廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)普查、礦產(chǎn)勘探、冶金、化學(xué)工業(yè)、能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、臨床化驗、環(huán)境保護(hù)、商品檢驗、考古分析、法醫(yī)刑偵鑒定等領(lǐng)域。
展望
分析化學(xué)所用的手段可分為化學(xué)分析法和儀器分析法。二者各有優(yōu)缺點，唇齒相依，相輔相成。分析化學(xué)者必須明瞭每一種方法的原理及其應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點，這樣在解決分析問題時才能得心應(yīng)手，選擇最適宜的方法。一般來說，化學(xué)法準(zhǔn)確、精密、費用少而且容易掌握。儀器法迅速，能處理大批樣品，但大型儀器價格昂貴，幾年后又須更新儀器。二者均將得到發(fā)展和提高。
近來分析化學(xué)中的新技術(shù)有激光在分析化學(xué)中的應(yīng)用、流動注射法、場流分級等。場流分級所用的場可以是重力、磁、電、熱等，樣品流經(jīng)適當(dāng)?shù)膱鰰r能進(jìn)行分級，故稱為場流分級。目前，該法已成功地用于有機大分子（如血球、高聚物等）之分級。可以預(yù)期它在無機物分離方面也將得到應(yīng)用。
加強對高靈敏度和高選擇性試劑的研究，對于隱蔽、解蔽和分離、富集方法的研究，以及元素存在狀態(tài)的測定（與環(huán)境分析和地球化學(xué)的關(guān)系至為密切）都是重要的課題。將二三種各具優(yōu)點的方法聯(lián)合使用，可使以前不能測定的項目變?yōu)榭赡埽允前l(fā)展的方向，氣相色譜法與質(zhì)譜法的聯(lián)用便是明顯的例子。
分析化學(xué)有極高的實用價值，對人類的物質(zhì)文明作出了重要貢獻(xiàn)，廣泛用于地質(zhì)普查、礦產(chǎn)勘探、冶金、化學(xué)工業(yè)、能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、臨床化驗、環(huán)境保護(hù)、商品檢驗等領(lǐng)域。
分析類型
古代人認(rèn)識的元素，非金屬元素有碳和硫，金屬元素中有銅、銀、金、鐵、鉛、錫和汞。
分析化學(xué)這一名稱雖創(chuàng)自R.玻意耳，但其實踐應(yīng)與化學(xué)工藝同樣古老。不能想象古代冶煉、釀造等工藝的高度發(fā)展，沒有簡單的鑒定、分析、制作過程的控制等手段。隨后在東、西方興起的煉丹術(shù)、煉金術(shù)可視為分析化學(xué)的前驅(qū)。
公元前3000年，埃及人已知稱量的技術(shù)。最早出現(xiàn)的分析用儀器當(dāng)推等臂天平，它記載在《莎草紙卷》（公元前1300）上。巴比倫的祭司所保管的石制標(biāo)準(zhǔn)砝碼（約公元前2600）尚存于世。不過等臂天平用于分析，當(dāng)在中世紀(jì)用于烤缽試金法（火試金法之一）中。
公元前4世紀(jì)，已知使用試金石以鑒定金的成色。
公元前3世紀(jì)，阿基米德在解決敘拉古王喜朗二世的金冕的純度問題時，即利用了金和銀密度之差，這是無傷損分析之先驅(qū)。
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(Ⅲ)，這是最早使用的有機試劑，也是最早的試紙。
1751年，J.T.埃勒爾·馮·布羅克豪森用同一方法檢出血渣（經(jīng)灰化）中的含鐵量。
容量分析
1824年，他發(fā)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(luò)合滴定法創(chuàng)自J.von李比希，他用銀(Ⅰ)滴定氰離子。另一位對容量分析作出卓越貢獻(xiàn)的是德國K.F.莫爾，他設(shè)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(zhǔn)物質(zhì)，硫酸亞鐵銨（也稱莫爾鹽）作氧化還原滴定法的基準(zhǔn)物質(zhì)。
微量分析
最早的微量分析是化學(xué)顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察樣品或反應(yīng)物的晶態(tài)、光學(xué)性質(zhì)、顆粒尺寸和圓球直徑等。
17世紀(jì)中葉，R.胡克從事顯微鏡術(shù)的研究，并于1665年出版《顯微圖譜》。法國藥劑師F.A.H.德卡羅齊耶在1784年用顯微鏡以氯鉑酸鹽形式區(qū)別鉀、鈉。
1747年，德意志化學(xué)家A.S.馬格拉夫用顯微鏡證實蔗糖和甜菜糖實為同一物質(zhì)；
1756年，用顯微鏡檢驗鉑族金屬。
1865年，A.黑爾維希著《毒物學(xué)中之顯微鏡》。
1877年，S.A.博里基著《以化學(xué)/顯微鏡法作礦物與巖石分析》，并使用氣體試劑（如氟化氫、氯）、氟硅酸和硫化銨與礦物及其切片作用。T.H.貝侖斯不僅從事無機物的晶體檢驗，還擴充到有機晶體。
1891年，O.萊爾曼提出熱顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。L.科夫勒及其夫人設(shè)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。熱顯微術(shù)只需一粒晶體。后來又發(fā)展到電子顯微鏡，分辨率可達(dá)1埃。
不用顯微鏡的最早的微量分析者應(yīng)推德國J.W.德貝賴納。他從事濕法微量分析，還有吹管法和火焰反應(yīng)，并發(fā)表了《微量化學(xué)實驗技術(shù)》一書。公認(rèn)的近代微量分析奠基人是F.埃米希。他設(shè)計和改進(jìn)微量化學(xué)天平，使其靈敏度達(dá)到微量化學(xué)分析的要求，改進(jìn)和提出新的操作方法，實現(xiàn)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F.普雷格爾，他曾從膽汁中離析一降解產(chǎn)物，其量尚不足作一次常量碳?xì)浞治觯诼犃税Ｃ紫Ｓ?909年所作的有關(guān)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(shù)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(xué)獎。
常量操作如不適用于微量分析則需改進(jìn)。例如，常量過濾是將沉淀定量移入濾紙錐中或過濾坩堝中。若用此法于微量沉淀過濾，則在原進(jìn)行沉淀的燒杯壁所粘附的物質(zhì)就不能再忽略不計了，所以必須改變辦法。微量過濾采用濾棒吸出母液，而留全部沉淀于容器中。容器可用25毫升瓷坩堝，它兼用作稱量器皿；還可在其內(nèi)洗滌沉淀，然后再用濾棒吸出洗液。這樣既可避免沉淀損失，又可簡化操作手續(xù)。
無機化合物在濾紙上的行為在19世紀(jì)中已引起注意。德意志化學(xué)家F.F.龍格在1850年將染料混合液滴在吸墨紙上使之分離。更早些時候他用染有淀粉和碘化鉀溶液的濾紙或花布塊作漂白液的點滴試驗。他又用浸過硫酸鐵(Ⅲ)和銅(Ⅱ)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(chǎn)生的美麗圖案。1861年出現(xiàn)C.F.舍恩拜因的毛細(xì)管分析，他將濾紙條浸入含數(shù)種無機鹽的水中，水?dāng)y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(xué)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”。
用濾紙或瓷板進(jìn)行無機、有機物的檢出是普雷格爾的貢獻(xiàn)。方法簡單而易行，選擇性和靈敏度均高，點滴試驗屬微量分析范圍。所著《點滴試驗》和《專一、選擇和靈敏反應(yīng)的化學(xué)》兩書，為從事分析者所必讀。1921年后奧地利F.法伊格爾系統(tǒng)地發(fā)展了點滴試驗法。
20世紀(jì)60年代，H.魏斯提出環(huán)爐技術(shù)。僅用微克量樣品置濾紙中心，繼用溶劑淋洗，而在濾紙外沿加熱以蒸發(fā)溶劑，遂分離為若干同心環(huán)。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(jié)果。
色譜法
色譜法也稱層析法，基本上是分離方法。
1906年，俄國М.С.茨維特將綠葉提取汁加在碳酸鈣沉淀柱頂部，繼用純?nèi)軇┝芟矗瑥亩蛛x了葉綠素。此項研究發(fā)表在德國《植物學(xué)》雜志上，故未能引起人們注意。
1931年，德國R.庫恩和E.萊德爾再次發(fā)現(xiàn)本法并顯示其效能，人們才從文獻(xiàn)中追溯到茨維特的研究和更早的有關(guān)研究，如1850年J.T.韋曾利用土壤柱進(jìn)行分離；1893年L.里德用高嶺土柱分離無機鹽和有機鹽。四年后D.T.戴用漂白土分離石油。
氣體吸附層析始于20世紀(jì)30年代的P.舒夫坦和A.尤肯。40年代，德國Y.黑塞利用氣體吸附以分離揮發(fā)性有機酸。英國E.格盧考夫也用同一原理在1946年分離空氣中的氦和氖，并在1951年制成氣相色譜儀（見氣相色譜法）。第一臺現(xiàn)代氣相色譜儀研制成功應(yīng)歸功于E.克里默。
氣體分配層析法根據(jù)液液分配原理，由英國A.J.P.馬丁和R.L.M.辛格于1941年提出。由于此工作之重要，他們獲得1952年諾貝爾化學(xué)獎。M.J.E.戈萊提出用長毛細(xì)管柱，是另一創(chuàng)新。
色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法中將色譜法所得之淋出流體移入質(zhì)譜儀，可使復(fù)雜的有機混合物在數(shù)小時內(nèi)得到分離和鑒定，是最有效的分析方法之一。
液相色譜法包括液－液和液－固色譜，后兩個名稱之第一物態(tài)代表流動相，第二物態(tài)代表固定相。在大氣壓力下，液相色譜流速太低，因此須增加壓強。這方面的先驅(qū)工作是P.B.哈密頓在1960年用高壓液相色譜分離氨基酸。
1963年，J.C.吉丁斯指出，液相色譜法的柱效要趕上氣相色譜法，則前者填充物顆粒應(yīng)小于后者顆粒甚多，因此需要大壓強，所用的泵應(yīng)無脈沖。
1966年，R.詹特福特和T.H.高制成這種無脈沖泵。
1969年，J.J.柯克蘭改進(jìn)填充物，使之具有規(guī)定的表面孔度，再將固定相（如正十六烷基）鍵合在載體上，使之能抗熱和抗溶劑分解。載體可用二氧化硅，鍵合通過
薄層層析
薄層層析采用薄層硅膠等代替濾紙進(jìn)行層析。由于硅膠顆粒均勻而細(xì)微，分離的速度和程度一般優(yōu)于紙層析，分離無機物和有機物時與紙層析一樣有效。
荷蘭生物學(xué)家M.W.拜爾因克在1889年滴一滴鹽酸和硫酸的混合液于動物膠薄層中部，鹽酸擴散遠(yuǎn)些，在硫酸環(huán)之外另成一環(huán)，相繼用硝酸銀和氯化鋇顯示這兩個環(huán)的存在。
9年后H.P.維伊斯曼用同樣方法證明麥芽的淀粉酶中實含兩種酶。
直至1956年聯(lián)邦德國E.施塔爾改善涂布方法和操作，采用細(xì)顆粒（）硅膠等措施，才使該法得到廣泛使用。定量薄層層析始于J.G.基施納等(1954)。他們最先測定橙柑屬及其加工品中的聯(lián)苯(見薄層層析)。
熱分析
希臘哲學(xué)家泰奧弗拉斯圖斯曾記錄各種巖石礦物及其他物質(zhì)遇熱所發(fā)生的影響。法國H.－L.勒夏忒列和英國W.C.羅伯茨－奧斯汀同稱為差熱分析的鼻祖。
20世紀(jì)60年代，出現(xiàn)精細(xì)的差熱分析儀和M.J.奧尼爾提出的差示掃描量熱法，它能測定化合物的純度及其他參數(shù)，如熔點和玻璃化、聚合、熱降解、氧化等溫度（見熱分析）。
20世紀(jì)初，提出的熱重量法是研究物質(zhì)，如鋼鐵、沉淀等遇熱時重量之變化。本多光太郎創(chuàng)制第一架熱天平，它最初只用于解決冶金方面的問題。將它用于分析方面的當(dāng)推C.杜瓦爾。他曾研究過1000多種沉淀的熱行為。例如草酸鈣用高溫可灼燒為氧化鈣，也可在約
灼燒為碳酸鈣。二者作為稱量形式，則以后者為佳，因灼燒時既省能量，換算因子值較大（因此誤差較小），又免氧化鈣在稱量時吸潮。
電解時，銅(Ⅱ)在陰極還原而以單質(zhì)（零價）析出，再進(jìn)行稱量，應(yīng)歸入重量法。此時可認(rèn)為電子是沉淀劑。還有鉛(Ⅱ)在陽極氧化，以二氧化鉛形式附于陽極。前法在19世紀(jì)60年代分別由德意志C.盧科和美國J.W.吉布斯獨立提出。
有機試劑
19世紀(jì)初，用于無機重量分析的有機試劑只有草酸及其銨鹽和琥珀酸銨兩種。前者用于鈣、鎂分離和鈣的測定。后者用于沉淀三價鐵使它與二價金屬離子分離。
1885年，M.A.伊林斯基和G.von克諾雷提出1－亞硝基－2－萘酚作為鎳存在時鈷的沉淀劑，同時也是第一個螯合劑。至于陰離子測定，在20世紀(jì)初，W.米勒提出4，4－聯(lián)苯胺作為硫酸根的沉淀劑。
1950年，中國梁樹權(quán)等將有機試劑用于重量分析，測定鎢酸根。
1950年，M.布希引入4，5－二氫－1，4－二苯基－3，5－苯亞氨基－1，2，4－三氮雜茂(簡稱硝酸根試劑)作為硝酸根沉淀劑。1975年后，它又成為高錸酸根的良好沉淀劑。
1950年，Л.A.楚加耶夫合成了丁二肟，并觀察到它與鎳(Ⅱ)形成紅色沉淀。兩年后，聯(lián)邦德國O.E.布龍克把丁二肟試劑應(yīng)用于鋼中鎳的測定。嗣后靈敏的和選擇性高的新有機試劑不斷出現(xiàn)。中國曾云鶚等合成3－（2－胂酸基苯偶氮）－6－（2，6－二溴－4－氯苯偶氮）－4，5－二羥基－2，7－萘二磺酸，用此試劑時，稀土元素的摩爾吸光系數(shù)可以高達(dá)0.98～1.2×10升/（摩·厘米）。
光度分析
它是基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。包括比色分析法和紫外、可見分光光度法。測量某溶液對不同波長單色光的吸收程度,以波長為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)作圖,可得到吸收光譜。根據(jù)各種物質(zhì)所有的特殊吸收光譜,可進(jìn)行定性分析和定量分析。
比色法以日光為光源，靠目視比較顏色深淺。最早的記錄是1838年W.A.蘭帕迪烏斯在玻璃量筒中測定鈷礦中的鐵和鎳，用標(biāo)準(zhǔn)參比溶液與試樣溶液相比較。
1846年，A.雅克蘭提出根據(jù)銅氨溶液的藍(lán)色測定銅。隨后有T.J.赫羅帕思的硫氰酸根法測定鐵(1852)；奈斯勒法測定氨；苯酚二磺酸法測定硝酸根(1864)；過氧化氫法測定鈦(1870)；亞甲基藍(lán)法測定硫化氫(1883)；磷硅酸法測定二氧化硅(1898)。分光光度計使用單色光和光電倍增管，波長范圍為，比目視范圍（）更寬。
用光照射懸浮液，從頂部觀察，當(dāng)視線與光線成直角時，稱為比霧法；如果視線與光線在一條直線上時，稱為比濁法。
18世紀(jì)50年代，G.J.馬爾德在原子量測定中，利用了目測上層液體中氯化銀懸浮液的亮度。隨后，J.-S.斯塔改用一標(biāo)準(zhǔn)懸浮液作參比。
1894年，美國T.W.理查茲設(shè)計出第一臺比霧計。比霧法最初用于觀測原子量測定中母液中的氯（或溴）離子和銀離子濃度是否達(dá)到當(dāng)量。隨后此法用于定量測定，其靈敏度很高，可測定一升水所含的3微克磷，或一升水所含的10微克丙酮。
分子光譜分析
紅外光譜是有機化學(xué)家鑒別未知化合物的有力手段。紅外光譜在20年代開始應(yīng)用于汽油爆震研究，繼用于鑒定天然和合成橡膠以及其他有機化合物中的未知物和雜質(zhì)。70年代，在電子計算機蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上，傅立葉變換紅外光譜(FTIR)實驗技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)代化學(xué)家的實驗室，成為結(jié)構(gòu)分析的重要工具。遠(yuǎn)紅外光譜（200～10厘米）和微波譜（10～0.1厘米）是研究分子旋轉(zhuǎn)的光譜法。
拉曼光譜(見拉曼光譜學(xué)是研究分子振動的另一種方法。早期拉曼光譜的信號太弱，使用困難，直至用激光作為單色光源后，才促進(jìn)其在分析化學(xué)中的應(yīng)用。拉曼光譜發(fā)展到現(xiàn)今已有采用傅立葉變換技術(shù)的FT-Raman光譜分析技術(shù)，共聚焦顯微拉曼光譜分析技術(shù)，表面增強拉曼效應(yīng)分析技術(shù)等，在生物醫(yī)學(xué)分析、文物分析、寶石鑒定、礦物分析等領(lǐng)域有重要的作用。
原子發(fā)射光譜法
1672年，I.牛頓在暗室中用棱鏡分日光為七色，這就是原子發(fā)射光譜法的始祖。
1800年，F(xiàn).W.赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線。次年J.W.里特用氯化銀還原現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)紫外區(qū)。又次年W.H.渥拉斯頓觀察到日光光譜的暗線。
1815年，J.von夫瑯和費經(jīng)過研究，命名暗線為夫瑯和費線。文獻(xiàn)中稱鈉線為D線，也是夫瑯和費規(guī)定的。R.W.本生發(fā)明了名為本生燈的煤氣燈，燈的火焰近于透明而不發(fā)光，便于光譜研究。
1859年，本生和他的同事物理學(xué)家G.R.基爾霍夫研究各元素在火焰中呈示的特征發(fā)射和吸收光譜，并指出日光光譜中的夫瑯和費線是原子吸收線，因為太陽的大氣中存在各種元素。他們用的儀器已具備現(xiàn)代分光鏡的要素。他們可稱為發(fā)射光譜法的創(chuàng)始人。
電化學(xué)分析法
W.H.能斯脫在1889年提出了能斯脫公式，將電動勢與離子濃度、溫度聯(lián)系起來，奠定了電化學(xué)的理論基礎(chǔ)。隨后，電化學(xué)分析法有了發(fā)展，電沉積重量法、電位分析法、電導(dǎo)分析法、安培滴定法、庫侖滴定法、示波極譜法相繼出現(xiàn)。氫電極、玻璃電極和離子選擇性電極陸續(xù)制成。尤以極譜分析技術(shù)貢獻(xiàn)卓著。
無機分析和有機分析
天然產(chǎn)物和工業(yè)制品中的無機物，如巖石、礦物、陶瓷、鋼鐵、合金、礦物酸、燒堿等的分析屬無機分析；石油、染料、塑料、食品、合成藥物、中草藥等的分析屬有機分析。簡言之，凡碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏姆治鰧儆袡C分析，而除上述物質(zhì)外的分析統(tǒng)屬無機分析。不過，無機物中有時夾雜一些有機物質(zhì)，而有機物也含有無機物質(zhì)。例如，河水、海水中含有有機物，有些錳礦夾雜有機物，煤含有灰分，石油含有以絡(luò)合物形式存在的金屬，紙張中有無機填充物等。這類物品既用到無機分析，也用到有機分析。
還有一些方法對無機物質(zhì)和有機物質(zhì)同樣有效，如氣相色譜法便是其中之一。樣品中一氧化碳、二氧化碳、氫、氮、氧、甲烷、乙烯、水氣等在同一柱中，在選擇的條件下可逐一分離或分組分離。奧薩特氣體分析器也是如此，只是分離的原理不同。
痕量分析是指樣品所含的量極為微少。一般在樣品中含量多的為主要成分，含量少的為次要成分。E.B.桑德爾認(rèn)為含量在1%～0.01%的為次要成分。有人認(rèn)為在10%～0.01%的為次要成分。含量在萬分之一(0.01%)以下稱為痕量。痕量分析的動向趨于測定愈來愈低的含量，因此出現(xiàn)了超痕量分析，即含量接近或低于一般痕量下限。這名稱只是定性的。定量或更明確的名稱見下列規(guī)定：
痕量10～10微克/克
微痕量10～10微克/克
納痕量10～10微克/克
沙痕量10～10微克/克
微克/克微痕量分析尚另有一種意義，即使用微量分析的稱樣，而測定其中痕量元素(例如<10微克/克)。為與前述一詞區(qū)分，后一詞應(yīng)稱為微樣痕量分析。
現(xiàn)代分析
分析化學(xué)是研究物質(zhì)組成的科學(xué)，它包括化學(xué)分析、儀器分析兩部分。化學(xué)分析是基礎(chǔ)，儀器分析是新世紀(jì)的發(fā)展方向。
分析化學(xué)
化學(xué)分析包括滴定分析和稱量分析，它是根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)的組成及相對含量。
光譜學(xué)
質(zhì)譜學(xué)
分光度和比色法
層析和電泳法
結(jié)晶學(xué)
顯微術(shù)
電化學(xué)分析
古典分析
雖說當(dāng)代分析方法絕大部分為儀器分析，但有些儀器最初的設(shè)計目的，是為了簡化古典方法的不便，基本原理仍來自於古典分析。另外，樣品配置等前置處理，仍需要藉由古典分析手法的協(xié)助。以下舉一些古典分析方法：
滴定法
重量分析
無機定性分析
儀器分析
分析儀器：當(dāng)代分析化學(xué)著重儀器分析，常用的分析儀器有幾大類，包括原子與分子光譜儀，電化學(xué)分析儀器，核磁共振，X光，以及質(zhì)譜儀。儀器分析之外的分析化學(xué)方法，統(tǒng)稱為古典分析化學(xué)。
分析化學(xué)是化學(xué)的一個重要分支，它主要研究物質(zhì)中有哪些元素或基團(tuán)(定性分析)；每種成分的數(shù)量或物質(zhì)純度如何(定量分析)；原子如何聯(lián)結(jié)成分子，以及在空間如何排列等等。
儀器分析分類表
儀器分析的方法：它是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)或物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)的組成及相對含量。儀器分析根據(jù)測定的方法原理不同，可分為電化學(xué)分析、光學(xué)分析、色譜分析、其他分析法等4大類。如右圖。
主要分析儀器：
原子吸收光譜法(Atomicabsorptionspectroscopy，AAS)
原子熒光光譜法(Atomicfluorescencespectroscopy，AFS)
α質(zhì)子-X射線光譜儀(AlphaparticleX-rayspectrometer，APXS)
毛細(xì)管電泳分析儀(Capillaryelectrophoresis，CE)
色譜法(Chromatography)
比色法(Colorimetry)
循環(huán)伏安法(CyclicVoltammetry，CV)
差示掃描量熱法(Differentialscanningcalorimetry，DSC)
電子順旋共振儀(Electronparamagneticresonance，EPR)
電子自旋共振(Electronspinresonance，ESR)
橢圓偏振技術(shù)(Ellipsometry)
場流分離法(Fieldflowfractionation，F(xiàn)FF)
傳式轉(zhuǎn)換紅外線光譜術(shù)(FourierTransformInfraredSpectroscopy，F(xiàn)TIR)
氣相色譜法(Gaschromatography，GC)
氣相色譜-質(zhì)譜法(Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS)
高效液相色譜法(HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC)
離子微探針(IonMicroprobe，IM)
感應(yīng)耦合電漿(Inductivelycoupledplasma，ICP)
Instrumentalmassfractionation(IMF)
選擇性電極(Ionselectiveelectrode，ISE)
激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(LaserInducedBreakdownSpectroscopy，LIBS)
質(zhì)譜儀(Massspectrometry，MS)
穆斯堡爾光譜儀系統(tǒng)(Mossbauerspectroscopy)
核磁共振(Nuclearmagneticresonance，NMR)
粒子誘發(fā)X-射線產(chǎn)生(ParticleinducedX-rayemissionspectroscopy，PIXE)
熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜儀(Pyrolysis-GasChromatography-MassSpectrometry，PY-GC-MS)
拉曼光譜(Ramanspectroscopy)
折射率
共振增強多光子電離譜(Resonanceenhancedmulti-photonionization，REMPI)
掃瞄穿透X射線顯微鏡(ScanningtransmissionX-raymicroscopy，STXM)
薄板層析(Thinlayerchromatography，TLC)
穿透式電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscopy，TEM)
X射線熒光光譜儀(X-rayfluorescencespectroscopy，XRF)
X射線顯微鏡(X-raymicroscopy，XRM)
分析化學(xué)的比較
化學(xué)分析與儀器分析方法比較表：
項目 | 化學(xué)分析法（經(jīng)典分析法） | 儀器分析法（現(xiàn)代分析法） |
物質(zhì)性質(zhì) | 化學(xué)性質(zhì) | 物理、物理化學(xué)性質(zhì) |
測量參數(shù) | 體積、重量 | |
誤差 | 1%~2%或更高 | |
組分含量 | 1%~100% | |
理論基礎(chǔ) | 化學(xué)、物理化學(xué)（溶液四大平衡） | 化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、生物等等 |
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分析方法注意
理想條件
①選擇性最高，以至具有專一性，即干擾極少，這樣就可以減少或省略分離步驟；
②精密度和準(zhǔn)確度最高；
③靈敏度最高，從而少量或痕量組分即可檢定和測定；
④測定范圍最廣，大量和痕量均能測定；
⑤能測定的元素種類和物種最多；
⑥方法簡便，即最易操作而不需高度技巧；
⑦經(jīng)濟(jì)實惠，即要求費用少而收益大。但匯集所有優(yōu)點于一法是辦不到的，例如，在重量分析中，如要提高準(zhǔn)確度，需要延長分析時間（如用重沉淀法純化沉淀）。因為化學(xué)法測定原子量要求準(zhǔn)確到十萬分之一，所以最費時間。
分離和富集方法
雖然有不少靈敏的和選擇性強（甚至專一）的方法，但是如果欲測元素的濃度接近或低于方法的測定下限，則富集仍不可避免。富集方法很多，如升華、揮發(fā)、蒸餾、泡沫浮選（見痕量富集）、吸附（用分子篩、活性炭等）、色譜法、共沉淀、共結(jié)晶、汞齊作用、選擇溶解、溶劑萃取、離子交換等。
在檢出或測定之前，常常需要使欲測（或檢出）物質(zhì)與干擾物質(zhì)彼此分離。重要的分離方法有蒸餾、溶劑萃取、離子交換、電滲析、沉淀、電泳等，大都與富集方法相同。富集可認(rèn)為是提高濃度的分離方法。
隱蔽作用（見隱蔽和解蔽）雖不是分離，但其作用使離子失去其正常性質(zhì)，即令該離子以另一形式存于反應(yīng)體系中。然而在分析化學(xué)中分離之目的無非使干擾離子不再干擾，因此就廣義而言，隱蔽及其相反作用解蔽應(yīng)包括在分離范疇中。在分析化學(xué)中采用隱蔽和解蔽作用由來已久。重量分析、光度法、極譜法中均已應(yīng)用，特別在點滴試驗和絡(luò)合滴定法中使用得更頻繁。
取樣和試樣分解
取樣最重要的要求是有代表性，即取來欲分析的樣品須能代表全體。均勻或容易混勻的物質(zhì)取樣自不成問題，氣態(tài)和液態(tài)樣品屬于這一類。不均勻的固態(tài)物質(zhì)，如礦石和煤炭等應(yīng)按規(guī)定手續(xù)取樣。否則，分析結(jié)果不能代表原物質(zhì)，徒然浪費人力物力。野外礦石取樣多由地質(zhì)人員進(jìn)行。所得大樣在試驗室中由分析人員按一定手續(xù)粉碎和縮分到小樣。另一方面，有機元素燃燒法分析合成的純樣品則無此問題。
樣品溶熔是第二步。溶熔包括溶解和熔融，也稱分解。有些樣品能溶解于水、酸或混合酸、堿，以及有機溶劑中。上述辦法不能溶解的，可改用熔劑熔融。熔劑可分堿性（如碳酸鈉）、酸性（如硫酸氫鉀）、氧化性（如過氧化鈉）和還原性的（如硫代硫酸鈉）。如果欲分析的成分較易揮發(fā)或熔融溫度高，對坩堝腐蝕嚴(yán)重，則可改用燒結(jié)，即將顆粒表面部分熔化。史密斯法用氯化銨和碳酸鈣()與硅酸鹽巖石混合和燒結(jié)，以測定其中的堿金屬便是一例。有機化合物和生物樣品可采用干法或濕法灰化。干法灰化為在充分氧氣存在下加熱至炭化并逐漸燃燒，或在較低溫度用原子氧氧化（低溫灰化）。濕法灰化利用氧化性酸（如硝酸、高氯酸、濃硫酸）氧化樣品。干法、濕法各有其優(yōu)缺點，須視樣品而定。
系統(tǒng)誤差
對照實驗
對照試驗是檢驗分析過程中有無系統(tǒng)誤差的有效方法。用含量已知的標(biāo)準(zhǔn)試樣或純物質(zhì)，以同一方法按完全相同的條件，平行測定，由分析結(jié)果與已知含量的誤差對結(jié)果進(jìn)行校正，可減免系統(tǒng)誤差。
對于新建立的分析方法，一般要求與經(jīng)典方法對照，對同一試樣進(jìn)行測量，比較測量結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度，以判斷所建方法的可行性。
回收試驗
當(dāng)無法獲得標(biāo)準(zhǔn)試樣時，分析方法的準(zhǔn)確度用回收試驗的結(jié)果來衡量。回收試驗是先用所建方法測出試樣中某組分含量，再取幾份相同試樣（n≥5），各加入適量待測組分的純品，按相同條件進(jìn)行測定
回收率越接近100%，系統(tǒng)誤差越小，方法準(zhǔn)確度越高。回收率偏低可能是樣品制備不當(dāng)、提取不完全或方法本身的系統(tǒng)誤差所致；回收率偏高則可能和方法選擇性差，雜質(zhì)干擾等因素有關(guān)。回收試驗常在微量組分分析中應(yīng)用。
空白試驗
空白試驗是采用和測定試樣完全相同的方法、儀器和試劑，但不加入試樣的情況下進(jìn)行的分析試驗。所得結(jié)果成為空白值，從試驗的分析結(jié)果中扣除空白值，可消除由試劑、溶劑及試驗器皿等引入的雜質(zhì)所造成的誤差。
發(fā)展簡史
分析化學(xué)這一名稱雖創(chuàng)自玻意耳，但其實踐運用與化學(xué)工藝的歷史同樣古老。古代冶煉、釀造等工藝的高度發(fā)展，都是與鑒定、分析、制作過程的控制等手段密切聯(lián)系在一起的。在東、西方興起的煉丹術(shù)、煉金術(shù)等都可視為分析化學(xué)的前驅(qū)。
古代化學(xué)的發(fā)展
公元前3000年，埃及人已經(jīng)掌握了一些稱量的技術(shù)。最早出現(xiàn)的分析用儀器當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)砝碼(約公元前2600)尚存于世。不過等臂天平用于化學(xué)分析，當(dāng)始于中世紀(jì)的烤缽試金法中。
古代認(rèn)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(jì)已使用試金石以鑒定金的成色，公元前三世紀(jì)，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(qū)。
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(jīng)灰化)中的含鐵量。
火試金法是一種古老的分析方法。遠(yuǎn)在公元前13世紀(jì)，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱：“陛下送來之金經(jīng)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(guī)定黃金檢驗的步驟，其中提出對所使用天平的構(gòu)造要求和使用方法。
18-19世紀(jì)
18世紀(jì)的瑞典化學(xué)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(tài)外，也可以其他形式離析和稱量，特別是水中難溶的形式，這是重量分析中濕法的起源。
德國化學(xué)家克拉普羅特不僅改進(jìn)了重量分析的步驟，還設(shè)計了多種非金屬元素測定步驟。他準(zhǔn)確地測定了近200種礦物的成分及各種工業(yè)產(chǎn)品如玻璃、非鐵合金等的組分。
18世紀(jì)分析化學(xué)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(xué)家。除無機物外，他還測定過“有機物中元素的百分?jǐn)?shù)”。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(guān)樣品的定性知識。此法一直沿用至19世紀(jì)，其優(yōu)點是迅速和所需要的樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產(chǎn)資源等。
19世紀(jì)分析化學(xué)的杰出人物之一是弗雷澤紐斯，他創(chuàng)立一所分析化學(xué)專業(yè)學(xué)校(此校至今依然存在)；并在1862年創(chuàng)辦德文的《分析化學(xué)》雜志，其后人連任主編至今。他編寫的《定性分析》、《定量分析》兩本書編譯為多種文字，包括晚清時代出版的中譯本，定名為《化學(xué)考質(zhì)》和《化學(xué)求數(shù)》。他將定性分析的“陽離子硫化氫系統(tǒng)”修訂為的五組，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年波義耳報道了用植物色素作酸堿指示劑，這是容量分析的先驅(qū)。但真正的容量分析應(yīng)歸功于法國蓋·呂薩克。1824年他發(fā)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(luò)合滴定法創(chuàng)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(xiàn)的是德國莫爾，他設(shè)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(zhǔn)物質(zhì)，硫酸亞鐵銨(也稱莫爾鹽)作氧化還原滴定法的基準(zhǔn)物質(zhì)。
最早的“微量分析”是“化學(xué)顯微術(shù)”，即在顯微鏡下觀察樣品或反應(yīng)物的“晶態(tài)”、“光學(xué)性質(zhì)”、“顆粒尺寸”和“圓球直徑”等。17世紀(jì)中葉胡克從事顯微鏡術(shù)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(qū)別鉀、鈉。德意志化學(xué)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(zhì)；在1756年用顯微鏡檢驗鉑族金屬。1891年，萊爾曼提出熱顯微術(shù)，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。科夫勒及其夫人設(shè)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(fā)展到電子顯微鏡，分辨率可達(dá)1埃。
不用顯微鏡的最早的微量分析者應(yīng)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(yīng)，并發(fā)表了《微量化學(xué)實驗技術(shù)》一書。近代微量分析奠基人是埃米希，他設(shè)計和改進(jìn)微量化學(xué)天平，使其靈敏度達(dá)到微量化學(xué)分析的要求；改進(jìn)和提出新的操作方法，實現(xiàn)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(chǎn)物，其量尚不足作一次常量碳?xì)浞治觥Ｔ诼犃税Ｃ紫Ｓ?909年所作有關(guān)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(shù)毫克)，并獲得成功；1917年出版《有機微量定量分析》，并在1923年獲諾貝爾化學(xué)獎。
德國化學(xué)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(chǎn)生的美麗圖案。1861年出現(xiàn)舍恩拜因的毛細(xì)管分析，他將濾紙條浸入“含數(shù)種無機鹽”的水中，水?dāng)y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(xué)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(jì)60年代，魏斯提出環(huán)爐技術(shù)。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(fā)溶劑，遂分離為若干同心環(huán)。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(jié)果。
發(fā)展概述
火試金法是久經(jīng)考驗的一種分析方法。遠(yuǎn)在公元前13世紀(jì)，巴比倫王致書埃及法老阿門菲斯四世稱:“陛下送來之金經(jīng)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。14世紀(jì)時，在歐洲已用法律規(guī)定烤缽試金法為檢驗黃金的手段。匈牙利王查理一世曾令每一礦城須建立一個火試金試驗室。法國國王菲利普六世曾規(guī)定黃金檢驗的步驟，其中并提出對所使用天平的構(gòu)造要求和使用方法，如天平不應(yīng)置于受風(fēng)吹或寒冷之處，使用者的呼吸不得影響天平的稱量等。
1540年出版的《火技藝》一書已詳述用骨灰制作烤缽和灰吹法。隨后不久，火試金法即推廣至某些賤金屬，特別是銅和鉛礦石分析。德意志G.阿格里科拉在其名著《坤輿格致》第七章中，系統(tǒng)敘述火試金法。本法又稱干法，適用于能從樣品中以粒狀或鈕扣狀析出的金屬，而不適用于非金屬。
定性分析和定量分析 瑞典化學(xué)家T.O.貝格曼可稱為無機定性、定量分析的奠基人。他首先提出金屬元素除金屬態(tài)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。當(dāng)時還沒有原子量，也沒有化合物的分子式。他的換算因子是由實驗直接獲得的。
德意志化學(xué)家M.H.克拉普羅特不僅改進(jìn)了重量分析的步驟，還設(shè)計了多種非金屬元素測定步驟。他準(zhǔn)確地測定了近200種礦物的成分及各種工業(yè)產(chǎn)品如玻璃、非鐵合金等的組分。
18世紀(jì)分析化學(xué)的代表人物首推J.J.貝采利烏斯。他引入了一些新試劑（如氫氟酸用于分解硅酸鹽巖石和二氧化硅測定）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(xué)家。除無機物外，他還測定過有機物中元素的百分?jǐn)?shù)。他對吹管分析尤為重視。吹管分析可認(rèn)為是冶金操作之微型化，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(guān)樣品的定性知識。此法沿用至19世紀(jì)，其優(yōu)點是迅速、所需樣品量少，又可用于野外勘探和普查礦產(chǎn)資源等。
19世紀(jì)分析化學(xué)的杰出人物之一是C.R.弗雷澤紐斯，他創(chuàng)立一所分析化學(xué)專業(yè)學(xué)校，至今此校仍存在；并于1862年創(chuàng)辦德文的《分析化學(xué)》雜志，由其后人繼續(xù)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(xué)考質(zhì)》和《化學(xué)求數(shù)》。他將定性分析的陽離子硫化氫系統(tǒng)修訂為五組，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。
化學(xué)作用
參考資料
[1]
分析化學(xué)[引用日期2019-04-15]
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