分析化學

分析化學（英語：Analytical chemistry）是開發分析物質的成分、結構的方法，予化學成份會當定性佮定量，化學結構了確定。定性分析會當揣著樣品當中有何化學成分；定量分析會當確定遮的成份的含量。咧分析的時陣一般先愛想法分離無仝的成分。分析化學是化學家上基礎的訓練之一，化學家佇實驗技術佮基礎智識頂面的訓練，攏著愛佇分析化學。

分析的方式大概會當分做兩大類，經典方法佮儀器分析方法。儀器分析方法使用儀器去測量分析物的物理屬性，比如講干焦吸收、螢光、電導等。儀器分析法定使用親像電泳、色譜法、場流分級等方法來分離樣品。當代分析化學著重儀器分析，定用的分析儀器有幾大類，包括原子佮分子光譜儀，電化學分析儀器，核磁共振，X 光，佮質譜儀。儀器分析之外的分析化學方法，這馬統稱做古典的分析化學。古典方法（也定定予人號做是濕化學方法）不時根據色水，氣味，抑是熔點等來分離樣品（譬如講提煉、沉底、蒸餾等方法）。 這類方法定通過測量重量抑是體積來做定量分析。

歷史

無機化學的智識佇十九世紀漸漸系統化，彼陣仔永斯 ・ 貝采利烏斯發明分析天平，予測量會著的實驗數據閣較接近真實值，嘛會當用實驗的事實來證實化學定律。永斯 ・ 貝采利烏斯共測定原子量的真濟新方法，新試劑，新儀器引用著分析化學中來，使定量分析精確度達到一个新的懸度。猶閣後來人攏尊稱伊做分析化學之父。

佇定性分析方面，一八二九年德國化學家海因里希 ・ 羅斯的編寫一本《分析化學教程》，頭一擺提出系統定性分析方法。這和目前通用的分析方法已經基本相仝矣。若到十八世紀的尾，酸鹼滴定的各種形式佮原則嘛基本確定。

毋過對分析化學的一个重要部份光譜分析，是對牛頓開始的。牛頓對一六六六年開始研究光譜，伊閣佇一六七二年發表矣伊第一篇論文《這个光佮色的新理論》。 從此，觀察佮研究光譜的人嘛愈來愈濟，觀測的技術嘛愈來愈懸。啊若佇一八二五年英國物理學家塔爾博特製造一種研究光譜的儀器，對鹼金屬火焰進行研究，發現元素有特徵光譜的現象。後來德國科學家羅伯特 ・ 本生佮古斯塔夫 ・ 基爾霍夫利用本生燈發現矣元素增加佮塗豆。光譜學作為分析化學的一个重要分支對此誕生。

進入彼个二十世紀了後，隨著科學技術佮工業的發展，新的分析方法--儀器分析產生矣，包括吸光的光度法，發射光度法，真譜分析法，放射分析法，紅外光譜，紫外可見光光譜，核磁共振等現代化分析方法。遮的分析方法超越經典分析方法的局限，差不多攏無閣是通過定量化學反應來確定做分含量，是根據被檢測組分的物理的抑是化學的特性（如光學、電學佮放射性等方面的特性）， 靈敏度會當達到足懸的水平。

目前分析化學閣處理第三改變革，這意味對分析化學無閣局限制測定物質的組成佮含量，閣愛對物質的狀態，結構，微區，薄層佮表面的組成佮結構以及化學的行為佮生物活性等到做出一時的追蹤，無損的佮在線監測等等分析佮過程控制。甚至是要求直接觀察原子抑是分子形態佮排列。

分析化學的方式

• 定性分析-以確定某一元素抑化合物的存在
• 定量分析-以確定某一元素抑化合物的數量

當代分析化學

當代分析化學共研究分做兩个範圍，一是分析的對象，一是分析的方法。科學期刊《分析化學》（_ Analytical Chemistry _）逐年佇咧第十二期會佇咧兩个範圍輪流做一擺回顧評述。

分析的對象

• 生物分析化學
• 材料分析
• 化學分析
• 環境分析
• 法醫學分析

分析的方法

• 光譜學
• 質譜學
• 分光度佮比色法
• 層析佮電泳法
• 結晶學
• 顯微術
• 電化學分析

古典分析方法

雖然現代分析化學大多使用熟精密的儀器，但是一寡予人用佇咧現代儀器內底的原則猶是來源於一寡到今猶是咧使用的傳統技術。遮的技術嘛猶原是大多數大學本科分析化學教學實驗室的骨幹。

定性分析

定性分析予人用來確定一種特定成分的存在，毋是伊的重量抑是濃度。簡單的講，就是佮數量無關係。

化學測試

現有的定性化學測試有誠濟種，譬如講中學教育中常用石蕊試紙來顯示溶液的酸鹼性。

焰色的試驗

焰色的測試是化學上用來試驗某一種金屬是毋是存在佇化合物的方法。其原理是逐種元素攏有其他的光譜，所以藉著高溫燃燒了後火焰的色水判斷有佗一種金屬，比如講金黃色火焰表示有鈉，磚仔紅火焰表示有鈣等等。樣本通常是粉抑是細塊的形式。以一條清潔而且對化學慢性的金屬線（比如鉑抑鎳合金）太盛載樣本，閣再囥到本身的焰無光（藍色火焰）中。

定量分析

重量分析

重量分析法通過測量變化前後的樣品重量來確定特定物質的含量。大學本科教育中常看的一个例是通過加熱水合物前後的重量變化來確定水合物中的水的含量。

容量分析

滴定佇化學分析中，是一種分析溶液成分的方法。共標準溶液逐滴加入被分析溶液中，用色水共變化、沉底物的生成、電導率抑是溫度的變化等來確定講反應的終點。滴定通過兩種溶液的定量反應來確定某種溶質的含量。較捷看著的滴定分析包括酸鹼中和滴定佮氧化猶原滴定等等。

訊號佮雜訊

分析化學中一个重要的內容是使需要的訊號增到上大值，同時予相關雜訊得著上細漢值。訊號佮雜訊的比例號做訊雜比（S / N 抑是 SNR）。

雜訊可能來自環境的因素，嘛可能是由來基本的物理反應。

熱雜訊

熱雜訊嘛號做詹森-奈奎斯特噪音，來自電路內底因為熱產生的載子（通常是電子）的徙振動。熱雜訊屬於白雜訊，其頻譜的範圍內底的功率譜密度為定值。

電阻產生熱雜訊的均方根值為：

$ v _ { RMS }={ \ sqrt { 四 k _ { B } TR \ Delta f } } , $

其中 $ k _ { B } $ 為波茲曼常數，$ T $ 是溫度，$ R $ 是電阻，$ \ Delta f $ 為頻率 $ f $ 的帶闊。

散粒雜訊

散粒雜訊是儀器內底的粒仔（比如講光學設備內底的光子抑是電路內底的電子）有夠細，所以產生訊號的統計波動，嘛屬於白雜訊。

散粒雜訊是泊松過程，載子產生的電流會依照泊松分佈，電流的均方根值如下：

$ i _ { RMS }={ \ sqrt { 二 \ , e \ , I \ , \ Delta f } } $

其中 $ e $ 為基本電錢，$ I $ 為平均電流。

閃爍雜訊

閃爍雜訊屬於 $ 一 / f $ 雜訊，嘛講粉紅仔雜訊，當頻率上昇的時陣．雜訊會降低。閃爍雜訊的因素有真濟種，比如講導線內底的雜質，電晶體因基極電流產生的載流子復合雜訊等等。閃爍雜訊會當由將訊號調變到較高頻率來避免，譬如講應用 Lock-in 放大器。

環境雜訊

環境雜訊來由自分析儀器環境的雜訊。環境雜訊的來源包括電力線、廣播佮電視訊號、無線通訊、節能燈佮 mòo-tà。其中真濟雜訊的頻闊真狹，所以會當避免。有一寡儀器可能需要固定溫度佮隔振處理。

降噪音

降噪音會使對電腦硬體抑是軟體來進行。硬體的降噪音包括使用屏閘線、類比濾波器佮訊號的調變。軟體的降噪音包括數位濾波器、總體均值、廂車平均法（boxcar average）佮相關的數法。

應用

分析化學的研究大部份是因為性能（靈敏度、選擇性、強健性、線性範圍、準確佮精密佮速度）佮成本（買賣、操作、訓練、時間佮空間）所帶動。佇當代分析化學原子光譜法的主要分支中，上廣泛佮普遍的是光譜法佮質譜法。佇固體抹粉味的直接元素分析中，領先的是雷射唌導敲光譜佮雷射消融質譜，閣有感應四序電漿質譜分析儀中雷射消融的相關技術。

分析化學領域為著欲分析設備縮小到積體電路的大細，已經開真濟心力。目前已經有上一寡這類的設備（如何全分析系統佮晶片實驗室）， 其效果佮傳統分析的技術相當，而且大細、速度佮成本有潛在的優勢。微型化學會當減少試板的使用數量。

濟濟的研究佮生物系統的分析有關係。遮的快速進展的領域包括：

• 基因組學：DNA 測序佮相關的技術。遺傳的指紋分析佮 DNA 微陣列是其中重要的工具佮研究領域。
• 卵白質組學：卵白質集中佮修改的分析，特別是針對濟種應激物，佇無仝款的發展階段下等。
• 代謝物組學：類似卵白質組學，猶毋過主要針對代謝產物的分析。
• 轉錄組：mRNA 佮其相關領域。
• 脂質組學：脂質佮其相關領域。
• 多冀組學：增加帶著其相關領域。
• 糖組學：糖佮其相關的領域。
• 新陳代謝學，類似卵白質組學佮代謝物組學，毋過專注心金屬的濃度，佮金屬佮卵白質佮其他的分子的鍵結。

外部連結

• （英文）Annual Review of Analytical Chemistry
• （英文）American Chemical Society : Division of Analytical Chemistry
• （英文）Royal Society of Chemistry : Analytical Gateway

參見

• 感官分析
• 虛擬儀器
• 計共學
• 測量足無確定度