一文搞懂理化实验室主要做什么实验？

一、材料科学领域实验

（一）材料成分分析实验

1. 化学分析法：在金属材料研究中，常采用重量分析法和容量分析法。例如，测定合金中某金属元素的含量，可通过将合金溶解，利用化学反应使目标元素以沉淀形式析出，通过称重计算其含量。容量分析则是利用已知浓度的标准溶液与被测物质进行化学反应，根据消耗标准溶液的体积来确定被测物质的含量，如用酸碱滴定法测定材料中酸或碱的含量。
2. 仪器分析法：光谱分析是常用手段，包括原子发射光谱、原子吸收光谱等。原子发射光谱可对材料中的多种元素进行定性和定量分析，通过测量元素被激发后发射的特征光谱来确定元素种类与含量。X 射线荧光光谱分析则适用于固体、液体等多种样品，能快速测定材料中元素成分，广泛应用于地质材料、金属材料等分析。

（二）材料性能测试实验

1. 物理性能测试：材料的密度、硬度、熔点等物理性能是重要指标。密度测试通过测量材料的质量与体积来确定，对于新材料研发，准确的密度数据有助于评估其应用潜力。硬度测试方法多样，如布氏硬度、洛氏硬度测试等，可反映材料抵抗局部变形的能力，为材料的加工和使用提供参考。
2. 力学性能测试：拉伸试验用于测定材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率等力学性能指标。通过对材料施加轴向拉力，观察其在受力过程中的变形与破坏情况，为工程设计提供关键参数。冲击试验则可评估材料在冲击载荷下的韧性，判断材料在高速冲击或动载荷作用下的性能表现。

二、环境监测领域实验

（一）水质分析实验

1. 常规指标检测：检测水中的酸碱度（pH 值）、电导率、溶解氧等常规指标。pH 值反映水体的酸碱性，对水生生物和化学反应有重要影响，通过 pH 计可快速准确测量。电导率用于衡量水中溶解性盐类的含量，间接反映水质的纯净程度。溶解氧是水生生物生存的关键要素，可采用碘量法或溶解氧仪进行测定。
2. 污染物分析：针对水中的重金属污染物，如铅、汞、镉等，常采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法（ICP – MS）进行定量分析。对于有机污染物，如多环芳烃、农药残留等，气相色谱法（GC）和高效液相色谱法（HPLC）是常用的分析方法，能够有效分离和检测复杂混合物中的有机成分。

（二）大气污染物检测实验

1. 气体成分分析：运用气相色谱 – 质谱联用仪（GC – MS）分析空气中的挥发性有机化合物（VOCs）。不同行业排放的 VOCs 成分复杂，GC – MS 可精确鉴定其种类和含量，为大气污染来源解析提供依据。对于二氧化硫、氮氧化物等无机气体污染物，采用分光光度法或化学发光法进行检测，可实时监测大气中这些污染物的浓度变化。
2. 颗粒物检测：通过重量法测定空气中总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）的浓度。利用空气采样器将一定体积的空气通过滤膜，颗粒物被截留在滤膜上，通过称重滤膜采样前后的重量差计算颗粒物浓度。同时，可结合电子显微镜等技术对颗粒物的形态、成分进行分析，了解其来源和对人体健康的潜在影响。

三、食品检测领域实验

（一）食品营养成分分析实验

1. 常量营养成分检测：测定食品中的蛋白质、脂肪、碳水化合物等常量营养成分。蛋白质含量通常采用凯氏定氮法，通过将食品中的氮转化为氨，用酸吸收后滴定，从而计算蛋白质含量。脂肪含量检测可采用索氏抽提法，利用有机溶剂将食品中的脂肪提取出来，称重计算其含量。对于碳水化合物，常采用酶水解法或酸水解法进行测定。
2. 微量营养成分分析：采用高效液相色谱法测定食品中的维生素含量，不同种类的维生素在色谱柱上实现分离，通过与标准品对比进行定性和定量分析。原子吸收光谱法可用于检测食品中的矿物质元素，如钙、铁、锌等，确保食品中微量元素的合理摄入。

（二）食品安全检测实验

1. 农药和兽药残留检测：食品中农药和兽药残留对人体健康存在潜在风险。采用气相色谱法、液相色谱 – 串联质谱法（LC – MS/MS）等技术检测多种农药和兽药残留。这些方法具有高灵敏度和高选择性，能够准确检测出痕量的残留物质，保障食品安全。
2. 有害物质检测：检测食品中的重金属如铅、砷、汞等，以及黄曲霉毒素等有害物质。重金属检测常用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP – OES）等。黄曲霉毒素检测可采用免疫亲和柱 – 荧光分光光度法或高效液相色谱法，严格控制食品中有害物质的含量，防止对消费者造成危害。

四、药品研发与质量控制领域实验

（一）药物成分分析实验

1. 主成分含量测定：运用高效液相色谱法对药物中的主成分进行定量分析，确保药物的有效成分含量符合标准。通过选择合适的色谱柱和流动相，使主成分与杂质分离，根据峰面积或峰高进行含量计算。
2. 杂质分析：采用气相色谱法或液相色谱法检测药物中的杂质，杂质的种类和含量会影响药物的质量和安全性。通过精确分析杂质，有助于优化药物生产工艺，提高药品质量。

（二）药物理化性质研究实验

1. 溶解度和溶出度测定：溶解度是药物的重要物理性质，影响药物的吸收和生物利用度。通过在不同溶剂和温度条件下测定药物的溶解度，为药物剂型设计提供依据。溶出度则模拟药物在体内的溶解过程，采用溶出度仪进行测定，评估药物制剂的质量和疗效。
2. 稳定性研究实验：考察药物在不同条件下的稳定性，如高温、高湿、光照等加速试验条件。通过定期检测药物的含量、杂质等指标，了解药物的降解规律，确定药物的有效期和储存条件，保证药品在有效期内的质量稳定。