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第1章 分析仪器和仪器分析的作用和意义 1．1 分析化学的历史变革和面临的任务 分析化学是一门历史悠久的学科。在古代，就有了主要利用物质的物理性质对矿石矿物的鉴别和金属的检验。到17世纪波义耳(Boyle R，1627—1691年)时代，发展到广泛应用化学反应，形成了分析检验方法的多样性。17世纪湿法检验得到了进一步发展。到18世纪中叶，重量分析法的出现使分析化学迈入了定量分析的时代，这一时期产生和发展了容量(滴定)分析。19世纪是滴定分析发展的极盛时期[1]。到20世纪初，由于物理化学的发展，建立了溶液中的四大平衡理论，为经典化学分析提供了理论基础，使之发展成为一门分析学科，这是分析化学发展中的第一次巨大变革L2]。第二次世界大战前后，物理学和电子学的发展以及20世纪40～50年代材料科学和60～70年代环境科学的发展，促进了分析仪器的发展。新的分析仪器和仪器分析方法的涌现，如荧光分析法、各种新型的极谱分析法、质谱法、气液色谱法、拉曼光谱法、核磁共振波谱法、放射化学分析法、光电子能谱法等，引发了分析化学的第二次大变革，使分析化学由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。除了溶液中的四大平衡理论作为分析化学处理和解决问题的理论基础之外，数学、信息理论、系统科学、自动化、计算机、人工智能等引入分析化学，使它建立在更广泛的理论基础之上。目前分析化学正处在第三次大变革时期，各种联用技术如色谱—质谱联用、色谱—红外光谱联用、色谱—原子吸收光谱联用、质谱—质谱联用、高效液相色谱—核磁共振波谱联用、毛细管电泳—薄层色谱联用等得到快速的发展，获得和解析多维分析数据的能力大大增强。分析化学远远突破了原来化学的范畴，发展成为一门涉及光、电、热、磁、声等多学科交叉渗透的综合性的分析化学信息科学。分析化学工作者由单纯的“数据提供者”变为“问题解决者”。分析仪器和仪器分析方法的发展，给分析化学注入了新的活力。分析仪器将融合各种已经和正在发展的新材料、新器件、微电子技术、激光、人工智能技术、数宁图像处理、化学计量学等各方面的成就，使分析化学获取物质定性、定量、形态、形貌、结构、表面微区等各方面信息的能力得到极大的增强，采集和处理信息的速度越来越快，获得的信息量越来越大，采集信息的质量越来越高。 第1页 我国国家自然科学基金委员会在1993年发表的分析化学学科发展战略调研报告L2]和美国2l世纪化学科学的挑战委员会在所著的《超越分子前言——化学与化学工程面临的挑战》(以下简称《挑战》)[4]一书中都强调了检测和测量对于人类活动的所有方面——制造业、环境、医药和健康、农业以及国家安全等的至关重要性，它的发展与数学、物理学、生物学以及生命、环境、材料、资源、信息、医药等科学的发展息息相关，影响到国民经济、国防建设、资源开发和人们的衣、食，住、行等各个方面。《挑战》一书将分析化学(测量科学)列为21世纪化学化工主要解决的六大问题之一，认为化学科学的发展对未来分析化学方面的需要不管怎样表述都不算夸大其词。鉴于分析化学(测量科学)的重要性，《挑战》一书建议将测量科学作为研究生以及科学工作者和工程师的核心基础知识融人教育之中。 随着科学技术和国民经济的发展，对分析化学提出了越来越高的要求，分析内容更加多样化，从组成分析到形态分析，从总体分析到微区表面分布及逐层分析，从宏观组成分析到微区结构分析，从静态分析到快速反应动态分析，从破坏试样分析到无损分析，从离线分析到在线分析、原位分析和活体分析等。分析领域的前沿在于不断地提高方法的灵敏度以测定极微量甚至难以察觉的物质，分离非常复杂混合物中的化学物质，以及评定组分的结构和组成。 分析化学未来的发展方向和面临的任务如下。 (1)发展高精密度、高灵敏度、高空间分辨率的高效仪器和测量方法。现代高新技术、环境科学和生命科学等有时需要获知低至10^-12g/g以至单个原子或分子水平的杂质的有关信息。如测定南极冰盖表层中的Pb，开发海洋测定海洋沉积物中的Au，绝对检出限要求达到10^-12～10^-13。又如，马万云等用280．3nm激光激发汞原子蒸气，基态原子吸收两个光子由6^1S0跃迁到6^1D2，去活化发射579．1nm的原子荧光，测定时间为2。时，测定空气中的汞，检出限是2X10^9个原子／cm^3，通过方法改进，检出限可以达到10^5—10^6个原子／cm^3，方法非常灵敏[5]。在生物无机领域中，痕量元素分析已集中在生物组织层、单个细胞甚至细胞膜中和人体蛋白质内的微分布及其结合形式方面，检出限要求达到10^-15g／g量级。利用固定酶技术流动注射化学发光测定血液中的葡萄糖、尿酸和胆固醇，用荧光虫素酶生物发光体系测定三磷酸腺苷，灵敏度可达到10^-20~10^-23 mol／L。 (2)提高选择性。这是分析复杂分析体系必然面临的问题，涉及分离富集、联用技术与联用仪器、选择性试剂的研发。如微量物证分析可以为侦破提供重要线索，为审判罪犯提供确凿的证据，但从犯罪现场提取的物证量常常在微克至纳克量级，且成分复杂，有鉴别价值的成分含量很少，有时低至百万分之一到十亿分之一量级，属于微量样品的超痕量分析，不仅要求分析方法有非常高的灵敏 
相关资料：三聚氰胺的特性用途和检验方法2008年中国婴幼儿奶粉污染事件将三聚氰胺的毒性引入公众视野。受影响的省份已达数个，中毒婴儿罹患泌尿系统结石、肾衰竭。同时，卫生部要求各医疗机构及时报告类似病例。中国卫生部已将事件有关情况向世界卫生组织及有关国家通报。有关调查处理进展情况将及时向社会发布。由于食品和饲料工业蛋白质含量测试方法的缺陷，三聚氰胺也常被不法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。三聚氰胺的是分子式C3N6H6、C3N3(NH2)3，物理化学特性: 性状为纯白色单斜棱晶体，无味，密度573g／cm3 (16℃)。常压熔点354℃（分解）；快速加热升华，升华温度300℃。溶于热水，微溶于冷水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。低毒。在一般情况下较稳定，但在高温下可能会分解放出氰化物。呈弱碱性（pKb=8），与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺盐。在中性或微碱性情况下，与甲醛缩合而成各种羟甲基三聚氰胺，但在微酸性中（pH值5～5）与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。遇强酸或强碱水溶液水解，胺基逐步被羟基取代，先生成三聚氰酸二酰胺，进一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰酸。用途:( 1）装饰面板：可制成防火、抗震、耐热的层压板，色泽鲜艳、坚固耐热的装饰板，作飞机、船舶和家具的贴面板及防火、抗震、耐热的房屋装饰材料。 （2）涂料：用丁醇、甲醇醚化后，作为高级热固性涂料、固体粉末涂料的胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。（3）纸张：用乙醚醚化后可用作纸张处理剂，生产抗皱、抗缩、不腐烂的钞票和军用地图等高级纸。（4）模塑粉：经混炼、造粒等工序可制成蜜胺塑料，无毒、抗污，潮湿时仍能保持良好的电气性能，可制成洁白、耐摔打的日用器皿、卫生洁具和仿瓷餐具，电器设备等高级绝缘材料。奶粉有毒是因为其中含三聚氰胺，可能是在奶粉中直接加入的，也可能是在原料奶中加入的。牛奶和奶粉添加三聚氰胺，主要是因为它能冒充蛋白质。食品都是要按规定检测蛋白质含量的。要是蛋白质不够多，说明牛奶兑水兑得太多，说明奶粉中有太多别的东西的粉。但是，蛋白质太不容易检测，生化学家们就想出个偷懒的办法：因为蛋白质是含氮的，所以只要测出食品中的含氮量，就可以推算出其中的蛋白质含量。因此添加过三聚氰胺的奶粉就很难检测出其蛋白质不合格了这就是三聚氰胺的假蛋白。如果家里有奶制品，应如何简单地检测奶制品中是否含有三聚氰胺?1。按比平常浓的分量用热水冲奶粉，充分搅拌到不见固块，然后放入冰箱，待牛奶静置降温。2。准备黑布一块和空杯一个。把黑布蒙在空杯口上作为过滤器。3。将冷却的牛奶倒在黑布上过滤。4。如果有白色固体滤出，则用清水冲洗几次，排除其它可溶物。5。如果冲洗后发现有白色晶体，可以将晶体放入清水中，该晶体如果沉入水底。那就很可能是三聚氰胺，这种奶粉不能用了。这种方法可能无法发现微量的三聚氰胺，但微量的三聚氰胺使孩子得结石的可能性也低得多，至少可以把把关。可参考资料：仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助
