Физико-химические методы анализа, как и химические методы, основаны на проведении той или иной химической реакции. В физических методах химические реакции отсутствуют или имеют второстепенное значение, хотя в спектральном анализе интенсивность линий всегда существенно зависит от химических реакций в угольном электроде или в газовом пламени. Поэтому иногда физические методы включают в группу физико-химических методов, так как достаточно строгого однозначного разли­чия между физическими и физико-химическими методами нет и выделение физических методов в отдельную группу не имеет принципиального значения.

    Химические методы анализа были не в состоянии удовлетворить многообразные запросы практики, возросшие в результате научно-технического прогресса, развития полупроводниковой промышленности, электроники и ЭВМ, широкого применения чистых и сверхчистых веществ в технике. Применение физико-химических методов анализа нашло свое отражение в медико-биологических, медико-гигиенических и фармацевтических исследованиях, где также требуется определение более низкого содержания компонентов в биологических жидкостях и тканях, фармацевтических препаратах, в воздушной и водной средах.

    Точность физико-химических методов сильно колеблется в зависимости от метода. Наиболее высокой точностью (до 0,001%) обладает кулонометрия, основанная на измерении количества электричества, которое затрачивается на электрохимическое окисление или восстановление определяемых ионов или элементов. Большинство физико-химических методов имеют погрешность в пределах 2-5 %, что превышает погрешность химических методов анализа. Однако такое сравнение погрешностей не вполне корректно, так как оно относится к разным концентрационным областям.

При небольшом содержании определяемого компонента (около 10^-3% и менее) классические химические методы анализа вообще непригодны; при больших концентрациях физико-химические методы успешно соперничают с химическими. К числу существенных недостатков большинства физико-химических методов относится обязательное наличие эталонов и стандартных растворов.

    Среди физико-химических методов наибольшее практическое применение имеют спектральные и другие оптические методы; электрохимические и хроматографические методы анализа.

    Наиболее обширной по числу методов и важной по практическому значению является группа спектральных и других оптических методов. Эти методы основаны на взаимодействии веществ с электромагнитным излучением. Известно много различных видов электромагнитных излучений: γ-лучи, рентгеновское излучение, ультрафио­летовое, видимое, инфракрасное, микроволновое и радиочастотное. В зависимости от типа взаимодействия электромагнитного излучения с веществом оптические методы классифицируются следующим образом.

    На измерении эффектов поляризации молекул вещества основаны рефрактометрия, интерферометрия и поляриметрия.

    Анализируемые вещества могут поглощать электромагнитное излучение и на основе использования этого явления выделяют группу абсорбционных оптических методов.

    Поглощение света атомами анализируемых веществ используется в атомно-абсорбционном анализе. Способность поглощать свет молекулами и ионами в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра позволила создать молекулярно-абсорбционный анализ (колориметрию, фотоколориметрию, спектрофотометрию, ИК-спектроскопию).

    Поглощение и рассеяние света взвешенными частицами в растворе (суспензии) привело к появлению методов турбидиметрии и нефелометрии.

    Методы, основанные на измерении интенсивности изучения, возникающего в результате выделения энергии побужденными молекулами и атомами анализируемого вещества, называются эмиссионными методами. К молекулярно-эмиссионным методам относят люминесценцию (флуоресценцию), к атомно-эмиссионным - эмиссионный спектральный анализ и пламенную фотометрию.

    Электрохимические методы анализа основаны на измерении электрической проводимости (кондуктометрия); разности потенциалов (потенциометрия); количества электричества, прошедшего через раствор (кулонометрия); зависимости величины тока от приложенного потенциала (вольт-амперометрия); времени, необходимого для прохождения электрохимической реакции (хроноэлектрохимические методы).

    В группу хроматографических методов анализа входят методы газовой и газожидкостной хроматографии, распределительной, тонкослойной, адсорбционной, ионообменной и других видов хроматографии.