Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа, страница 3

В нашей книге везде используется система СИ (табл. 1-1). Применение других все еще широко бытующих единиц оговаривается в тексте. В основном это касается таких хорошо известных единиц, как ангстрем, микрон, гаусс и торр (мм. рт. ст.). Приставки для обозначения кратных и дольных единиц приведены в приложении Б. Студент, который захочет углубить свои знания по любой теме, упомянутой в настоящей книге, имеет для этого много возможностей. Помимо ссылок, приводимых в конце глав, и общеизвестных изданий, например СЬепнса1 АЬз(гас(з, выпускается много журналов, посвященных аналитической химии.

Общие вопросы аналитической науки освещаются в журналах «Апа1уНса! СЬеш(з(гу», «Апа1у((са СЬ(ш)са Ас1а», «Та1ап(а», «ТЬе Апа!(з(» (включая «Апа!уИса! АЬз(гас(з»), «ТЬе в В СССР выпущен ее перевод. Номенклатурные правила И)ОПАК по химии. Т. 1. Неорганическая химия. Физическая химин. Аналитическая химия.— М.: ВИНИТИ, 1979; Аналитическая химия. Т. 4.— Мл ВИНИТИ, 1985.— Прим.

перев. Длина Длина Масса Давление Давление Давление Радиоактивность Энергия Энергия Сила Сила магнитного Объем вводные единицы Единица иа метр Моль на кубический метр Герц Ньютон Паскаль Джоуль Ватт Кулон Вольт Фарада Ом Сименс Тесла Генри Ангстрем Микрон Гамма Бар Торр (мм.

рт. Атмосфера Кюри Эрг Калория Дина Гаусс Лямбда 1/с Н = м.кг с-' Па = Н/мв Дж = Н.м Вт = Дж/с Кл=А с В = Вт/А Ф = Кл/В О = В/А См = А/В Тл = В с/мв Ги=В с/А А= 1Π— тс м р=)0 эм =10 — экг бар 1Оь Па (101325/760) Па 760 мм рт. ст. Ки эрг = 10-" Дж 4,184 Дж дина = 1О-э Н 1О с Тлв )г = 1О-э мэ !« Глава 1 Ргезепшз Ее)(зсЬг!11 П)г апа!уПзсЬе СЬеппе», «СКС Сгй1са! цеч1е!чз !п Апа1увса! СЬеш!з1гу», «Апа1у1!са! Бевегз» и других. Сведения по более узким вопросам можно найти в таких журналах, как «Арр!1еб прес(гозсору», «Апа1увса! В(осЬеш(з(гу», «доцгпа! о1 Е!ес1гоапа!увса1 СЬегпЫгу», «Лоцгпа! о1 Оаз СЬгоша1оигарЬу» и многих других.

Что касается специально приборов, то следует обратиться к журналам «Кеч(етт о1 Бс!епИ!с 1пз(гпшеп(з» и «3оцгпа! о1 Бс!епИ(с 1пз1гцшеп(з». В теоретическом аспекте очень ценными являются оба издания книги «Тгеа(!зе оп Апа!увса! СЬеппз1гу», издаваемой И. Кольтгофом и Р. Элиингом (%!!еу-1п1егзс(епсе, Ь!е!ч Уогй), особенно часть !. Во многих томах серии «РЬуз!са! Ме1Ьодз о1 СЬеш!з(гу», издаваемой А.

Вайсбергером и Б. Росситером (%1- ' !еу-1п1егзс!епсе), содержится богатая информация об аналитических приборах. В журнале «Апа1уПса1 СЬеш!з(гу», ежегодно в апреле, публикуются критические обзоры («Аппца1 Кеч!ечгз»), охватывающие все области анализа; в четные годы обзоры посвящены фундаментальным аналитическим проблемам, в нечетные — практическому применению. Огромное количество полезной информации, в том числе теоретических обзоров, собрано в изданной в 1963 г.

под редакцией Л, Мейтиса книге «НапдЬоой о1 Апа!увса! СЬеппз1гу» (Мсбга!ч-Н!!1, Ые!ч Уогй, 1963), которая, несмотря на дату выпуска, остается одним из наиболее ценных источников информации для химика-аналитика. ГЛАВА 2 Введение в оптические методы Большой класс оптических методов основан на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. В этой главе мы остановимся на некоторых важных свойствах излучения (и вещества), а затем обсудим особенности оптических приборов, применяемых для измерений во всех или нескольких спектральных областях. В последующих главах мы разберем отдельно каждую большую спектральную область (видимую, ультрафиолетовую, инфракрасную, рентгеновскую, микроволновую), останавливаясь на вопросах теории, техники эксперимента и применениях.

Природа излучательной энергии Изучение электромагнитного излучения привело к дуализму в наших представлениях об его природе. В некоторых отношениях оно проявляет волновые свойства, однако его можно представить состоящим из дискретных сгустков энергии, называемых фотонами. Для строгого описания взаимодействия излучения с веществом почти всегда привлекается концепция фотона, тогда как для ориентировочной оценки поведения большого числа фотонов полезны волновые представления. Электромагнитное излучение можно охарактеризовать несколькими параметрами, Частота т — число колебаний в единицу времени (используется при описании энергии,как электромагнитной волны); обычно единицей частоты служит герц (1 Гц= 1 колебание в секунду). Скорость распространения с в вакууме равна 2,9979 10» мыс ', в других средах она несколько меньше.

Длина волны Х есть расстояние между соседними максимумами. Она равна отношению скорости к частоте. Единицами длины волны служат микрометр (1 мкм=10-в м; прежнее название — микрон, !л) и нанометр (1 нм= !О ' м; прежнее название — миллимикрон, м!л). В спектроскопии широко используется ангстрем (1 А= 10 'в м), хотя эта единица не рекоменду- 16 Глава й 1 и с» с» о 3 и о О с» ! с» 3 с» ! с» с'с с» о о О) а о С» сО Г» „! с» с о = — =ос х (2-1) С» Ь ! а с» й с» с» ! й (2-2) ! с» й» ! с» 1 с» «» ! 1 с» ! ! с» С» ! с» 1 с» ! с» ! С» ! с» .! с» о $ з й « с й х о О Я С» Я ! с» о и с» с» с» с» и С» с» х с» и с» с» 3 в с» « 1 с» О О й « и О с О, х й х « » 6 и» Р О Л » р( Ю й и и О.

х О е х й \ 3 й ю « О О. х х й й х О с О о й О О с« О О, О х с х О х Р. ется системой СИ. Еще одной весьма удобной величиной является волновое число о, т. е. число волн, приходящееся на единицу расстояния *. В качестве единицы волнового числа наиболее часто используется обратный сантиметр (см-'), иногда называемый кайзер.

И длина волны, и волновое число зависят от показателя преломления среды, через которую проходит излучение, тогда как частота от него не зависит. К показателю преломления мы вернемся в одном из последующих разделов. Скорость, длина волны и волновое число излучения в вакууме связаны с его частотой соотношением Энергия фотона прямо пропорциональна частоте йо Е='ли= — =)гсо х где гг — постоянная Планка, равная примерно 6,6262 ° 1О-з' Дж ° с.

Таким образом, между энергией и длиной волны существует обратная зависимость, а между энергией и частотой или волновым числом — прямая, Поэтому многие спектроскописты предпочитают представлять спектры не в длинах волн, а в волновых числах. Энергию фотона, особенно в случае ядерного и рентгеновского излучения, удобно выражать в электронвольгах (эВ; 1 эВ= 1,6022. 10 —" Дж), что соответствует частоте 2,418ОХ Х10гз Гц или длине волны (в вакууме) ),=1,2395 ° 10 а м. Часто встречаются также кратные единицы — килоэлектронвольт (кэВ) и мегаэлектронвольт (МэВ). В обычном спектральном приборе поток излучения переносит энергию от источника через какую-либо среду или ряд сред к приемнику, где она поглощается.

На пути к «поглотителю» поток может частично поглотиться средой, через которую проходит, а также изменить направление в результате отражения, преломления или дифракции. « Выбор символа и для обозначения волнового числа неудачен из-за ега сходства с символом ж который используется для обозначения частоты, и возникающей из-за этого путаницы; например, в некоторых разделах физики эти символы имеют как раз обратный смысл.

Выражения, подобные «частота 1600 волновых чисел», часто встречающиеся в литературе, строго говоря, невервы. Частота может быть лролорционлльна волновому числу, но не эквивалентна ему, поскольку они имеют разную размерность. Более того, волновое число — это не едиаица, поэтому выражение «1600 волновых чисел» ничуть пе лучше выражения «6 расстояний ширины» для обозначения размера этой страницы. Следует сказать: «Волновое число равно !600 обратных сантиметров», о й о и о о Ю » и о с й 2 2 о сс Фс $ о о о х й й й й й А о о й й о й о о с о, х . й о' И й 3 й 3 о и й й й сс Ф о й о з й й л о Ь й о й й о й й й а « к 2 3 й й О сс 3 Ф Й о о и о й о о » » 5 х 3 с о,о Йд й» о й О х Введение в оптические методы 19 18 Глава 2 Атомные спектры Часто представляет интерес еще одна величина — мощность потока излучения (т.

е. энергия в единицу времени), не совсем точно называемая «интенсивностью». Более правильно определить интенсивность как мощность излучения, испускаемого источником в определенном направлении, на единицу телесного угла. Сигнал фотоэлемента пропорционален скорости фотонов, т. е. мощности падающего излучения. С другой стороны, на фотопластинке суммируется мощность за время экспозиции, и сигнал (количество выделившегося серебра) является функцией общего числа фотонов, поглощенных единицей площади. Чув, ствительность фотоэлемента и фотопластинки, равно как и человеческого глаза, связана с длиной волны более или менее сложной зависимостью. Спектральные области Спектр излучательной энергии удобно разбить на несколько областей (табл. 2-1).