第三节 分析化学的纵览
一、发展历程
分析化学历史悠久,在科学史上是研究化学的开路先锋,在元素的发现、相对原子质量的测定、定比定侓、倍比定律等化学基本定律的建立及资源的勘察利用等方面,都做出重要贡献。早期分析化学主要是研究物质的化学成分的定性鉴定和定量测定的方法,只能是一类技术的组合。随着分析技术的发展,分析测定过程的理论解释及按原理对分析测定过程进行分类,使分析化学发展成为一门科学。其中Wilhelm Qstwald 1894年的著作《分析化学科学基础》即是分析化学的第一本科学著作。
普遍认为,分析化学学科的发展经历了三次巨大的变革。
第一次是20世纪初,物理化学学科的形成和各种相关理论的逐步完善,为分析化学提供了理论基础。溶液平衡理论的建立,发展和完善了化学分析方法,使分析化学成为一门具有系统理论的科学。
第二次是20世纪中叶,由于物理学和电子技术的发展,促进了分析化学中物理方法的发展,各种分析仪器和技术的出现和发展,使仪器分析方法和分离技术应运而生,仪器分析成了分析化学的重要内容。在分析化学发展过程中,I.M.Kolthoff、A.Ringbom和H.A.Laitinen等做出了重要的贡献,他们不仅开拓了分光光度、安培滴定、配位滴定、非水滴定等新的测定方法,并在探索分析过程的操作原理问题上做了出色的工作。
第三次是20世纪70年代末以来,以计算机应用为主要标志的信息时代的来临,给分析化学带来了更深刻的变革,由于现代科学技术和生产的蓬勃发展,特别是生命科学、环境科学和能源科学等的发展,对分析化学要求不再局限于“有什么”和“有多少”的范围之内,而是要求提供物质更多和更全面的信息,包括对物质的形态、结构、微区、表面以及活性等进行分析。在这场巨大的变革中,分析化学吸取了当代科学技术(包括化学、物理学、数学、生物学、电子学、计算机学等)的最新成就,利用物质一切可以利用的性质,建立了表征测量的新方法、新技术,如无损分析、遥测分析、在线(on line)分析、瞬时分析、薄层分析、实时(real time)甚至是在体(in vivo)原位分析等,开拓了分析化学的新领域。
在第三次变革时期,仪器分析起到了承前启后作用,随着仪器分析的发展,分析化学的定义、基础、原理、方法、技术、研究对象、应用范围等均发生根本变化,从经典的定性、定量分析方法,扩展到与现代分析化学相关的化学计量学、微电子学、微工程学、生物技术、过程控制、专家系统等范畴。