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第37章 分析化学的发展

17世纪到18世纪,化学的诸多领域都得到了相应的发展,不仅在矿物检验中吹管分析和熔珠实验得到更为广泛的应用,而且兴起了水溶液检验,发现了一系列溶液中的定性分析反应。18世纪后期,重量分析法出现,使分析化学迈入了定量分析的时代。

德国矿物学家马格拉夫和克拉普罗特、瑞典化学家贝格曼、英国化学家柯万等对重量分析法进行了成功的探索,对重量分析法的创建做出了重大贡献。这就促使化学进一步向定量研究的方向前进,过渡到近代化学的发展时期。

◆什么是重量分析

重量分析又称重量法,是化学分析中的一种定量测定方法,指将物质各组分分离后测定其重量的分析方法。它与容量分析合称为经典化学分析方法。例如,欲测定一种水溶液试样中的某离子含量,可在适当条件下将其中欲测的离子转变为溶解度极小的物质而定量析出,再经过滤、洗涤、干燥和灼烧成为有一定组成的物质,冷至室温后称重,即可定量地测定该离子的含量。具体的例子为:用过量硝酸银溶液沉淀微酸性溶液中的氯离子,再用恒重的过滤坩埚过滤,在110℃下烘干,称重,从沉淀的重量可计算出氯离子的量。

◆重量分析法的创建者——克拉普罗特

克拉普罗特(1743~1817)是德国分析化学家和矿物学家。1789年,克拉普罗特在分析沥青铀矿时发现元素铀并命名,同年在分析锆石时发现元素锆。1795年分析匈牙利的红色电气石时,证实英国格雷哥尔1791年发现的新元素,并取名为钛。1798年证实1782年米勒·冯·赖兴施泰因在金矿中发现的新元素,并命名为碲。1803年证实同年贝采利乌斯发现的铈并命名。

他在分析化学方面做了重大改进并加以系统化。在重量分析中,强调沉淀必须烘干或灼烧至恒重。为了测定矿物中的金属含量,他采用称量适当的沉淀化合物,再利用换算因素求得金属含量。他最先记录下分析测定的物质成分的实际百分比。这样做,不仅可以发现分析过程中的误差,而且往往可以在被化验的矿物中发现新元素。他是拉瓦锡反燃素说的拥护者。

◆分析化学——贝格曼

贝格曼(1735~1784)是瑞典分析化学家。贝格曼一生做了大量分析工作,对化学分析作过很多改进。1775年他编制出在当时最完备的亲和力表,表中将各种元素按亲和力(即反应和取代化合物中其他元素的能力)的大小顺序排列。此表受到广泛的赞扬。

他曾多次分析矿泉水和矿物成分。过去为了测定化合物中金属的含量,必须先将它还原为金属单质,方法十分繁琐费力。贝格曼提出了一种新的方法,只须将金属成分以沉淀化合物的形式分离出来,如果事先已测知沉淀的组成,即可算出金属的含量。他在1780年出版的《矿物的湿法分析》一书中,提供了那一时期矿石重量分析法的丰富历史资料。这本著作涉及到银、铅、锌及铁的矿物通过湿法过程的重量分析法。所介绍的测定组分包括金、银、铂、汞、铅、铜、铁、锡、铋、镍、钴、锌、锑、镁和砷。1779年他还曾编著过一些书,系统地总结了当时分析化学发展所取得的成就。在书中介绍了许多检定反应,例如:用黄血盐检定铁、铜和锰,用草酸和磷酸铵钠检定钙,用硫酸检定钡和碳酸盐,用石灰水检验碳酸盐等。他还曾根据蓝色试纸遇酸变红的特性检验出“固定空气”(二氧化碳)具有酸性,称它为“气酸”。

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