化学分析法_以物质的化学反应为基础的分析方法

化学分析法

以物质的化学反应为基础的分析方法

化学分析法是以物质的化学反应为基础的一种经典分析方法。法医毒物分析中常用的化学分析法有：微量显色反应（主要有酸碱反应、氧化还原反应、络合反应等）、微量沉淀反应与显微结晶试验等。化学分析法操作较简单、易于掌握、耗时短、无需特殊设备、便于实行、受时间地点的限制少，但有些反应仅是利用分子中某些基团的类别反应，为非特异性反应，只能显示一组化合物或相同基团的存在。有些反应灵敏度不高，故只有在体外检材中毒物浓度较高、含量较多情况下做预试，不可以化学显色或沉淀反应做否定结论或做确证试验。

定义

化学分析法（chemical method of analysis），是依赖于特定的化学反应及其计量关系来对物质进行分析的方法。化学分析法历史悠久，是分析化学的基础，又称为经典分析法，主要包括重量分析法和滴定分析法，以及试样的处理和一些分离、富集、掩蔽等化学手段。在当今生产生活的许多领域，化学分析法作为常规的分析方法，发挥着重要作用。其中滴定分析法操作简便快速，具有很大的使用价值。

简介

以物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法，它是比较古老的分析方法，常被称为“经典分析法”。化学分析法主要包括重量分析法和滴定分析法，以及试样的处理和一些分离、富集、掩蔽等化学手段。化学分析法是分析化学科学重要的分支，由化学分析演变出后来的仪器分析法。

化学分析法通常用于测定相对含量在1%以上的常量组分，准确度相当高（一般情况下相对误差为0.1%-0.2%左右），所用天平、滴定管等仪器设备又很简单，是解决常量分析问题的有效手段。化学分析被应用在许多实际生产领域，并且由于科学技术的发展，它在向自动化、智能化、一体化、在线化的方向发展，可以与各种仪器分析紧密结合。

分类

根据其利用化学反应的方式和使用仪器不同，分为重量分析法和滴定分析法，色谱分析法，比色分析法

滴定分析

根据滴定所消耗标准溶液的浓度和体积以及被测物质与标准溶液所进行的化学反应计量关系，求出被测物质的含量，这种方法被称为滴定分析法。

重量分析

：根据物质的化学性质，选择合适的化学反应，将被测组分转化为一种组成固定的沉淀或气体形式，通过钝化、干燥、灼烧或吸收剂的吸收等一系列的处理后，精确称量，求出被测组分的含量，这种方法称为重量分析法。

实验器皿

常见玻璃仪器

1、烧杯：配制溶液、溶解样品等加热时应置于石棉网上，使其受热均匀，一般不可烧干；

2、锥形瓶：加热处理试样和容量分析滴定除有与上相同的要求外，磨口锥形瓶加热时要打开塞，非标准磨口要保持原配塞；

3、碘瓶：碘量法或其它生成挥发性物质的定量分析；

4、圆（平）底烧瓶：加热及蒸馏液体，一般避免直火加热，隔石棉网或各种加热浴加热；

5、圆底蒸馏烧瓶：蒸馏；也可作少量气体发生反应器；

6、凯氏烧瓶：消解有机物质置石棉网上加热，瓶口方向勿对向自己及他人；

7、洗瓶：装纯化水洗涤仪器或装洗涤液洗涤沉淀；

8、量筒、量杯：粗略地量取一定体积的液体用不能加热，不能在其中配制溶液，不能在烘箱中烘烤，操作时要沿壁加入或倒出溶液；

9、量瓶：配制准确体积的标准溶液或被测溶液非标准的磨口塞要保持原配；漏水的不能用；不能在烘箱内烘烤，不能用直火加热，可水浴加热

10、滴定管（25 50 100ml）：容量分析滴定操作；分酸式、碱式活塞要原配；漏水的不能使用；不能加热；不能长期存放碱液；碱式管不能放与橡皮作用的滴定液

11、微量滴定管：主要规格有1、2、3、4、5、10ml，进行微量或半微量分析滴定操作，只有活塞式；

12、自动滴定管：自动滴定；可用于滴定液需隔绝空气的操作除有与一般的滴定管相同的要求外，注意成套保管，另外，要配打气用双连球；

13、移液管：准确地移取一定量的液体不能加热；上端和尖端不可磕破；

14、刻度吸管：准确地移取各种不同量的液体；

15、称量瓶、矮形用作测定干燥失重或在烘箱中烘干基准物；高形用于称量基准物、样品不可盖紧磨口塞烘烤，磨口塞要原配；

16、试剂瓶：细口瓶、广口瓶、下口瓶细口瓶用于存放液体试剂；广口瓶用于装固体试剂；棕色瓶用于存放见光易分解的试剂不能加热；不能在瓶内配制在操作过程放出大量热量的溶液；磨口塞要保持原配；放碱液的瓶子应使用橡皮塞，以免日久打不开；

17、滴瓶：装需滴加的试剂；

18、漏斗、长颈漏斗用于定量分析，过滤沉淀；短颈漏斗用作一般过滤；

19、分液漏斗：滴液球形梨形筒形分开两种互不相溶的液体；用于萃取分离和富集（多用梨形）；制备反应中加液体（多用球形及滴液漏斗）磨口旋塞必须原配，漏水的漏斗不能使用；

20、试管：普通试管、离心试管定性分析检验离子；离心试管可在离心机中借离心作用分离溶液和沉淀硬质玻璃制的试管可直接在火焰上加热，但不能聚冷；离心管只能水浴加热；

21（纳氏）比色管：比色、比浊分析不可直火加热；非标准磨口塞必须原配；注意保持管壁透明，不可用去污粉刷洗

22、冷凝管：直形球形蛇形空气冷凝管用于冷却蒸馏出的液体，蛇形管适用于冷凝低沸点液体蒸汽，空气冷凝管用于冷凝沸点150℃以上的液体蒸汽不可聚冷聚热；注意从下口进冷却水，上口出水；

23、抽滤瓶：抽滤时接受滤液属于厚壁容器，能耐负压；不可加热；

24、表面皿：盖烧杯及漏斗等不可直火加热，直径要略大于所盖容器；

25、研钵：研磨固体试剂及试样等用；不能研磨与玻璃作用的物质不能撞击；不能烘烤；

26、干燥器：保持烘干或灼烧过的物质的干燥；也可干燥少量制备的产品底部放变色硅胶或其它干燥剂，盖磨口处涂适；

27、凡士林：不可将红热的物体放入，放入热的物体后要时时开盖以免盖子跳起或冷却后打不开盖子；

28、垂熔玻璃漏斗：过滤必须抽滤；不能聚冷聚热；不能过滤氢氟酸、碱等；用毕立即洗净；

29、垂熔玻璃坩埚：重量分析中烘干需称量的沉淀；

30、标准磨口组合仪器：有机化学及有机半微量分析中制备及分离磨口处勿需涂润滑剂；安装时不可受歪斜压力；要按所需装置配齐购置。

玻璃仪器

洁净剂

1、玻璃仪器的洗涤方法，最常用的洁净剂有肥皂、合成洗涤剂（如洗衣粉）、洗液（清洁液）、有机溶剂等。肥皂、合成洗涤剂等一般用于可以用毛刷直接刷洗的仪器，如烧瓶、烧杯、试剂瓶等非计量及非光学要求的玻璃仪器。肥皂、合成洗涤剂也可用于滴定管、移液管、量瓶等计量玻璃仪器的洗涤，但不能用毛刷刷洗。洗液多用于不能用毛刷刷洗的玻璃仪器，如滴定管、移液管、量瓶、比色管、玻璃垂熔漏斗、凯氏烧瓶等特殊要求与形状的玻璃仪器；也用于洗涤长久不用的玻璃仪器和毛刷刷不下的污垢。

洗液

铬酸清洁液的配制：

处方1 处方2

重铬酸钾（钠） 10g 200g

纯化水 10ml 100ml（或适量）

浓硫酸 100ml 1500ml

制法：称取处方量之重铬酸钾，于干燥研钵中研细，将此细粉加入盛有适量水的玻璃容器内，加热，搅拌使溶解，待冷后，将此玻璃容器放在冷水浴中，缓慢将浓硫酸断续加入，不断搅拌，勿使温度过高，容器内容物颜色渐变深，并注意冷却，直至加完混匀，即得。

仪器洗涤

a、一般的玻璃仪器（如烧瓶、烧杯等）：先用自来水冲洗一下，然后用肥皂、洗衣粉用毛刷刷洗，再用自来水清洗，最后用纯化水冲洗3次（应顺壁冲洗并充分震荡，以提高冲洗效果）。

计量玻璃仪器（如滴定管、移液管、量瓶等）：也可用肥皂、洗衣粉的洗涤，但不能用毛刷刷洗。

b、精密或难洗的玻璃仪器（滴定管、移液管、量瓶、比色管、玻璃垂熔漏斗等）：先用自来水冲洗后，沥干，再用铬酸清洁液处理一段时间（一般放置过夜），然后用自来水清洗，最后用纯化水冲洗3次。

c、洗刷仪器时，应首先将手用肥皂洗净，免得手上的油污物沾附在仪器壁上，增加洗刷的困难。

d、一个洗净的玻璃仪器应该不挂水珠（洗净的仪器倒置时，水流出后器壁不挂水珠）。

仪器干燥

（1）晾干：不急等用的仪器，可放在仪器架上在无尘处自然干燥。

（2）急等用的仪器可用玻璃仪器气流烘干器干燥（温度在60～70℃为宜）。

（3）计量玻璃仪器应自然沥干，不能在烘箱中烘烤。

3、玻璃仪器的保管：要分门别类存放在试验柜中，要放置稳妥，高的、大的仪器放在里面。需长期保存的磨口仪器要在塞间垫一张纸片，以免日久粘住。

重量分析

智能重量分析仪

根据单质或化合物的重量，计算出在供试品中的含量的定量方法称为重量法。采用不同方法分离出供试品中的被测成分，称取重量，以计算其含量。按分离方法不同，重量分析分为沉淀重量法、挥发重量法和提取重量法。重量分析法应该注意以下几点：

1、沉淀法测定，取供试品应适量。取样量多，生成沉淀量亦较多，致使过滤洗涤困难，带来误差；取样量教少，称量及各操作步骤产生的误差较大，使分析的准确度较低。

2、不具挥发性的沉淀剂，用量不宜过量太多，以过量20～30%为宜。过量太多，生成络合物，产生盐效应，增大沉淀的溶解度。

3、加入沉淀剂时要缓慢，使生成较大颗粒。

4、沉淀的过滤和洗涤，采用倾注法。倾注时应沿玻璃棒进行。沉淀物可采用洗涤液少量多次洗涤。

5、沉淀的干燥与灼烧，洗涤后的沉淀，除吸附大量水分外，还可能有其他挥发性杂质存在，必须用烘干或灼烧的方法除去，使之具有固定组成，才可进行称量。干燥温度与沉淀组成中含有的结晶水直接相关，结晶水是否恒定又与换算因数紧密联系，因此，必须按规定要求的温度进行干燥。灼烧这一操作是将带有沉淀的滤纸卷好。置于已灼烧至恒重的坩埚中，先在低温使滤纸炭化，再高温灼烧。灼烧后冷却至适当温度，再放入干燥器继续冷至室温，然后称量。

重量法可测定某些无机化合物和有机化合物的含量。在药物纯度检查中常应用重量法进行干燥失重、炽灼残渣、灰分及不挥发物的测定等。本法的相对偏差不得超过0.5%（干草浸膏等特殊品种的相对偏差不得超过1%）。

滴定分析

实验员在进行滴定分析

滴定分析法，是将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，根据试剂溶液的浓度和消耗的体积，计算被测物质的含量。这种已知准确浓度的试剂溶液称为滴定液。将滴定液从滴定管中加到被测物质溶液中的过程叫做滴定。当加入滴定液中物质的量与被测物质的量按化学计量定量反应完成时，反应达到了计量点。在滴定过程中，指示剂发生颜色变化的转变点称为滴定终点。滴定终点与计量点不一定恰恰符合，由此所造成分析的误差叫做滴定误差。

适合滴定分析的化学反应应该具备以下几个条件：

（1）反应必须按方程式定量地完成，通常要求在99.9%以上，这是定量计算的基础。

（2）反应能够迅速地完成（有时可加热或用催化剂以加速反应）。

（3）共存物质不干扰主要反应，或用适当的方法消除其干扰。

（4）有比较简便的方法确定计量点（指示滴定终点）。

滴定分析分析法有以下两种：1、直接滴定法：用滴定液直接滴定待测物质，以达终点；2、间接滴定法：直接滴定有困难时常采用以下两种间接滴定法来测定：

a、置换法：利用适当的试剂与被测物反应产生被测物的置换物，然后用滴定液滴定这个置换物。

b、回滴定法（剩余滴定法）：用定量过量的滴定液和被测物反应完全后，再用另一种滴定液来滴定剩余的前一种滴定液。

化学滴定主要有四种：酸碱滴定；氧化还原滴定；配位滴定以及沉淀滴定。

酸碱滴定需要选择合适的指示剂来指示滴定终点，变色范围全部或者部分落在滴定突跃范围内的指示剂都可以用来指示终点。常见的酸碱指示剂有甲基橙、甲基红、溴酚蓝、溴甲酚氯、酚酞、百里酚酞等。该类方法在电镀液分析中有着广泛的应用。例如：氰化镀锌、碱性锌酸盐镀锌中总碱量的测定；酸性镀铜中的总酸测定等。丘山等人选用甲基橙或者乙基橙作为指示剂对酸性镀铜液中的硫酸进行滴定，可以准确的得到镀液中硫酸的含量。

氧化还原滴定是以氧化还原反应为基础的一类滴定方法。根据物质氧化还原电位的高低可以选择合适的滴定剂。劳光启利用氧化还原滴定对镍钨非晶镀液中柠檬酸进行滴定，通过计算得到柠檬酸溶液的浓度，效果良好。

配位滴定主要用于金属离子的测定，其中乙二胺四乙酸（EDTA）的应用范围最广。配位滴定可以对电镀液中的金属离子(Zn、Cu、Fe等)进行滴定。李成虹提供了一种对锌-铁合金镀液中锌和铁进行了滴定的方法，通过对滴定结果的计算可以得到镀液中锌和铁的浓度。

沉淀滴定是以沉淀反应为基础的一种滴定方法，常用的有银量法，多用于卤素的测定。硫酸根通常也可以利用沉淀滴定的方法来进行定量。董亦斌利用该方法对镀铜液中的硫酸根进行滴定，选用KI作为指示剂，可以简便、快速的得到镀液中硫酸根浓度。

试剂等级

一级品即优级纯

1、一级品即优级纯，又称保证试剂（符号G.R.），我国产品用绿色标签作为标志，这种试剂纯度很高，适用于精密分析，亦可作基准物质用。

二级品即分析纯

2、二级品即分析纯，又称分析试剂（符号A.R.），我国产品用红色标签作为标志，纯度较一级品略差，适用于多数分析，如配制滴定液，用于鉴别及杂质检查等。

三级品即化学纯

3、三级品即化学纯，（符号C.P.），我国产品用蓝色标签作为标志，纯度较二级品相差较多，适用于工矿日常生产分析。

四级品即实验试剂

4、四级品即实验试剂（符号L.R.），杂质含量较高，纯度较低，在分析工作常用辅助试剂（如发生或吸收气体，配制洗液等）。