分析化学的内容及其分类

测量学是一个漫无边际的学科（见图1-1），有人估计人类的全部行为有三分之一是在从事测量或与之有关的活动。从测量工作的全过程来看，大体有以下几个主要步骤：

采样—样品制备—测定—报出数据

作为测量科学重要分支的分析化学也是这样。

分析化学是以原子-分子这一层次的物质为测量目标的，这是分析化学区别于测量科学其他分支的标志。在上面这四个步骤中，“测定”这一步是分析化学最主要的内容。我们可以把分析化学“测定”这一步分作三维进行讨论。第一维是各种各样的测试手段，如化学分析、电分析（电导、电位、电流）、光分析（发射、吸收、原子、分子、波长、光强等），色谱，物理方法，生物学方法等。这些方法所涉及的原理，都是分析化学的基础理论。分析化学的基础理论繁多，这是应用学科的特点之一。第二维是各种各样的测试目标，包括无机的、有机的、部分生命物质的及其在各种共存物质存在时的，测量背景发生变化时的，等等。第三维是各种各样的测定方式，比如，定性或定量，常量或微量，微区、表面或本体，离线、在线或遥感，等等。

把上述三个方面在三维空间统一在一个坐标系里，就建立了分析化学有关测量的一座大厦。这座方方正正的大厦，是由许许多多小房间构成的。每一个小房间都特定于三维空间的一个坐标点。从分析化学的现状来看，这座大厦有许多房间还是空着的，没有什么内容。比如用极谱方法测定碱金属，实际上的意义很小。当然，有些房间，从原理上应该是空着的；而有些则是没有被分析化学家发现它应该具有的内容。从分析化学的历史来看，这座大厦从无到有，从小到大，伴随着人类的文明和进步而存在和发展着。现在，这座大厦在上述三维方向的扩展越来越加快了速度，在第二维和第三维这两个方向的扩展是社会对分析化学所提出的要求——新的物质需要测定；新的分析方式被提出。在第一维方向的扩展有些是分析化学家为满足社会的要求而作的努力，也有些是从物理、化学、生命科学等原理建立起来的关于原子-分子的定性定量方法。这三维是分析化学发展和进步的原动力。

把上述各种因素综合起来考虑，分析化学所面临的是一个具有天文数字的庞大体系；再加上分析化学所涉及的采样、样品制备、分离、掩蔽、数理统计、误差理论等，可以说，分析化学是一个无与伦比的系统工程，任何人都不可能全面地掌握分析化学的所有内容。

所以，每一位从事分析化学工作的人，都有自己特定的领域。从事分析化学研究工作的人，往往偏重于分析方法，如化学分析、各种仪器分析等；而在分析化学前沿的各种级别、各种类别的化验室，他们往往偏重于样品，如矿样、土壤、钢水、临床化验，等等。与此相对应的，我国目前有两种分析化学方面的文摘：《中国无机分析化学文摘》和《分析化学文摘》，前者是以分析方法分类的，而后者则以测量目标分类，互为补充，相得益彰。

计算机的进步，数据库的建立和Internet的发展，使分析化学的疆域看起来缩小了，对于分析化学庞大的天文数字，有了较好的整理和归类。相信有那么一天，不论是查询一种分析化学方法，还是了解一种被测量的“目标”，都简单得只需点几下鼠标就可以了。

对于浓度较大样品的测定，主要采用滴定分析、重量分析等化学手段，这主要是为了避免产生较大的测量误差；而对于浓度较低样品的测定，多采用仪器分析的方法，如分光光度分析、原子吸收、发射光谱、色谱和电分析等方法。当一个样品被送到化验室，分析化学家的任务首先就是根据自己所掌握的仪器设备，确定用哪一种方法来化验它、测量它才是最恰当的。当对各种方法进行选择时，第一位考虑的是准确度。满足准确度的要求之后，可以分别考虑以下几个指标，例如是否简便、快速以及测量成本等。所以，对于一个合格的、处在分析化学前沿的分析化学家，不能仅仅只熟悉一两种分析方法，他必须尽可能地了解分析化学各种方法的优缺点，在选择分析方法时权衡利弊，以较小的代价取得好的工作成绩。

样品制备、分离、掩蔽、报出数据也是分析化学家分内之事。但对于采样理论和误差理论，分析化学家却很难做出实质性的贡献，这往往是数学家的工作。分析化学家一般只是将采样理论和误差理论实际应用于分析化学而已。我们必须清醒地认识到，对于涉及化学平衡等复杂问题的测量误差，出身于数学的误差理论专家也是无能为力的，因此，这一部分工作必须由分析化学家自己来做。

最近发展起来的化学计量学使得分析化学又增添了一个属性——信息学的属性。分析化学家与数学家等合作采用数理统计方法，从测量数据中得到有价值但通常是隐蔽的有关原子和分子的信息。