Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа

1пз1гц!пен1а! 1т1ейод1а оФ СЬеЫса1 Апа1уа1а РНЙ ЕдИ1оп Оа1еп Ж. ЕМпд Роппег!у Рго1еааог о1 Апа1уаса! С!гет1е!гу 5е1оп Нап Уп1уегаау Мссхгахс-Н111 Воох Сатрапу Неег Уогх Бг. Ьоп!з Яап Ргзпс1зсо Апса!апд Воаоеа НатЬпга уоааппеаЪпга Ьопдоп Мадг1д Мех!со Моп1геа! Неег Ве1Ы Рапата Рагн яао Рап1о а1паароге Будпеу ТоКуо Тогопзо Г. Юинг Инструментальные методы химического анализа Перевод с английского канд. хим. наук Е. Н. Дороховой и канд.

хим. наук Г. В. Прохоровой Москва <сМир» 1989 ББК 24,4 Ю22 УДК 848.08 Юинг Г. Ю22 Инструментальные методы химического анализа: Пер. с англ.— М.: Мир, )989.— 608 с., ил. !ГБВЫ 8-03-000!94-8 Это — широко нзнестное н мире учебное пособие, написанное американским автором, вышедшее за рубежом пятым изданием (переиод первого издания опубликован 9 !960 г. издательстном «Химия»). В нем нашли отражение современные тенденции развития анализа и рассмотрены почти нсе сонременные инструментальные методы определения н разделения нещестн. Помимо традиционного материала (спектроскоппческне, злектрохнмнческне н хроматографнческие методы) книга нключает еще н сонершенно новые для учебной литературы разделы, посвященные применению компьютерон н автоматизации анализа. Книга предназначена для студенток старших курсов всех специальностей химических вузов н аспирантов.

1804000000-333 9 041(01)-89 ББК 24.4 Редакция литературы ло химии Учебное и»донне Гален В. Юннг ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Заведующий редакцией академик О. А. Реутов. Зем. зан. редакцией 3. Ф. Ходецкзн. Научный редактор В. М. Комзране. Мл. научный редактор И. И. Землнчене. Художник В, А. Медников. Художеетненный редактор М. Н. Кузьмине, Технический редактор А. Л Гулннз. Корректор Т.П. Пашковская ИВ № 6435 Сдана з набор 9.02.88. Подписано к печати 11.10.88.

Формет 60М90~/,». Бумага тнп. № 2. Печать нысакзя. Герннтурз литеретурнен. Объем 19.00 бум. л, Уел. печ. л. 38,0О. Уел, кр.-отт, 38,00. Уч.-нзл. л. 39,79. Изд. № 3/5526. Тираж 70О0 зкз. Зек. 537. Цене 6 р. 50 к. Издательства «МИР» В/О «Санзкепорткннге Государственного комитете СССР па делам издетельстн, цолнгрефин н книжной таргонлн, !29820, ГСП, Маскнз, И-!10, 1-9 Рнжокнк нер., 2.

ГВВМ 3-03-000194-8 (русск.) 18ВМ 0-07-019837-8 (англ.) 4»! !985, 1973, !969, !960 Ьу Мстзгаш-НН! 1пс. АП г!д!т!3 гезегуеб © перевод на русский язык, «Мир», 1989 Ленинградская тнногрефнн № 4 ордене Труданога Красного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книге» нм. Евгении Саколозой Союзполиграфпроме прн Госудзрстненном комитете СССР по делам нздетельетн, полиграфии н книжной торговли.

!91!26, Ленинград, Социалистическая ул., 14. От переводчиков Среди учебных изданий по аналитической химии, переведенных в СССР за последние годы, книга Г. Юинга «Инструментальные методы химического анализа» занимает особое место. Первое ее издание на русском языке вышло в свет в 1980 г. в издательстве «Химия». В США книга выдержала несколько переизданий. Перед нами перевод последнего, пятого издания.

Сравнивая первое и последнее из них, поражаешься изменениям, которые произошли в этой области аналитической химии за сравнительно короткий период времени. Лишь первые несколько фраз и очень немногие страницы текста перешли из предыдущих изданий без изменений. Введены новые главы и разделы («Автоматические анализаторы», «Компьютеры в аналитических приборах», «Общие вопросы анализа»), описаны новые методы, которые не были известны два десятилетия назад (фотоакустическая и лазерная спектроскопия, ряд ядерных методов и др.).

Но дело не только в изменении содержания, изменился подход к изложению материала. Книга Юинга прежде всего отражает тенденции последних лет в преподавании физических и физико-химических методов анализа и исследовании вещества. Почти любое относительно легко измеряемое физическое свойство элемента или соединения может служить основой метода анализа. Физические свойства очень разнообразны, отсюда и разнообразие методов.

Описать все методы в одной монографии или учебнике принципиально невозможно: постоянно рождаются новые методы и открываются новые свойства, которые могут привести к созданию новых методов. Поэтому важно и нужно прежде всего знать фундаментальные свойства и общие закономерности, на которых основано развитие тех или иных родственных методов. Например, в основе всех спектроскопических методов лежит взаимодействие вещества с электромагнитным излучением.

Такая тенденция в преподавании — от общего к частному — находит широкую поддержку среди многих педагогов-аналитиков (см., например, статью Р. Келлнера и Г. Малибсы в журнале 6 Предисловие переводчиков Е. апа1. Спет., 1984, и. 319, р. 1), что отражено в современных программах по аналитической химии. Именно с таких методических позиций построена книга Юинга. Вместо разрозненных глав, описывающих отдельные методы, перед читателем выстраивается здание, в котором каждый метод, как кирпичик, занимает свое место. Главам, посвященным спектроскопическим методам, предпослана большая ' вводная глава «Введение в оптические методы»; в отдельной главе рассматриваются общие закономерности электрохимических методов. Итак, настоящее издание не похоже на первое, да и во многом на последующие издания, однако цель, построение и направленность книги остались без изменений.

Как и прежде, ее отличают широкий охват материала, сжатость изложения и высокий научный уровень. В сравнительно небольшом объеме Юингу удалось охватить множество методов — давно используемых, новых и, возможно, перспективных. Иногда какой-то модификации метода уделено лишь несколько слов, но при этом обязательно дается ссылка на книгу или обзор, откуда можно почерпнуть более глубокие сведения. Таким образом, книга выполняет одну из главных задач преподавания — пробудить интерес у учащихся к какому-то вопросу, заставить их задуматься и, если интересно, докопаться до истины.

Бблыпая часть их не станет профессионалами-аналитиками, но для них важно уметь выбрать метод, наиболее подходящий в данных обстоятельствах, а не заучивать подробности всех методов — это невозможно, да и не нужно. Из книги Юинга ясно, что не существует метода, пригодного на все случаи жизни. В каждой главе есть раздел «Применение», который может облегчить выбор конкретного метода, а таблицы с сопоставлением характеристик методов будут интересны и полезны специалистам (например, табл.

9-9). Книга называется «Инструментальные методы химического анализа». Против такого общего названия для физико-химических и физических методов порой выдвигаются возражения, (действительно, основные инструменты классического анализа — весы и бюретка). Однако в данном случае название вполне оправданно: большая часть книги посвящена описанию аппаратуры, причем излагаются не только принципы действия приборов, но и интересные инженерные решения, нашедшие воплощение в конкретных моделях.

Е. Д'орохова Г. Прохорова Предисловие автора цель настоящего издания, как и всех предыдущих изданий этой книги, состоит в том, чтобы дать обзор теории и практики современных инструментальных методов анализа. Особое внимание уделяется возможностям и ограничениям, присушим каждому методу. Книга рассчитана на студентов старших курсов и аспирантов. К изучению этого курса лучше всего приступить сразу же после ознакомления с курсом классического количественного анализа и годичным курсом физики; его можно также изучать после прохождения курса физической химии или одновременно с ним.

В книге нет сложных математических выкладок, и лишь там, где это безусловно необходимо, приводятся простейшие расчеты. Решить, что исключить и что оставить, всегда было трудной задачей. Не так-то просто дать объективное определение понятий «аналитический» и «инструментальный». Относительно первого Г.

А. Лайтинен писал: «Здесь надо исходить из цели исследования. Если целью исследования является собственно измерение, то его следует отнести к области аналитической химии, тогда как интерпретация результатов измерений относится к другим областям химии» (Апа!. Сйет., 1966, и. 38, р. 1441). Для того чтобы очертить те области, в которых применим какой-либо метод, я старался включать только достаточно легко интерпретируемый материал. Что касается охвата конкретного материала,. я стремился прежде всего принести пользу студентам-химикам и старался учитывать уровень их подготовки, считая, что принцип действия аналитических весов уже освоен ими из предыдуших курсов.

В книгу добавлена новая глава, посвященная фотоакустической спектроскопии, так как практическое применение этого метода не ограничивается какой-либо областью (инфракрасной или ультрафиолетовой — видимой). Расширена глава, в которой описываются электронные схемы; в нее включены сведения 8 Предисловие автора об аналого-цифровых преобразователях и вопросы стыковки компьютера с прибором. Значительно расширена глава о применении компьютеров в аналитической химии, где особое внимание уделяется серийным приборам с встроенными (автономными) микропроцессорами.

Изложенный материал позволяет составить представление о работе этих устройств и их возможностях. Как и в предыдущих изданиях, глава об электронике дана в конце книги, но сведения из нее по мере необходимости привлекаются по всему тексту со ссылкой на эту главу. По желанию преподаватель может легко перенести этот материал в начало курса. В книге используется система единиц СИ. Чтобы дать студентам возможность попрактиковаться в переводе одних единиц в другие, в задачах иногда используются единицы, до сих пор еще часто встречающиеся в литературе (при этом дается их определение).

Упоминание об отдельных моделях приборов, выпускаемых теми или иными' изготовителями, ие означает, что я предпочитаю именно эти модели. Моей целью было описать типичные приборы или модели, имеющие какие-то интересные особенности, а не представлять полный каталог аналитической аппаратуры. Мне хочется выразить искреннюю благодарность моим коллегам и студентам, чьи советы и замечания помогли устранить отдельные недостатки, и особую признательность профессорам Р. Куку, Ф. Гутрие, А. Хейну, Дж.