книга 1 (1110134), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Все химические анализы в промышленности можно разделить на констатирующие и оперативные, или экспрессные. Результаты констатирующих анализов нельзя непосредственно использовать для корректировки технологического процесса, хотя суммирование результатов таких анализов позволяет выявлять "хронические" дефекты технологии. Результаты констатирующих анализов, как и анализируемые- образцы, можно хранить, обрабатывать, перепроверять.
Другое дело— экспресс-анализы. Повторить этот анализ обычно невозможно, но, главное, результаты должны быть получены настолько быстро, чтобы 10 их можно было использовать для изменения технологического процесса, если это необходимо. Серьезнейшая задача производственного контроля, особенно экспрессного, — его автоматизация. В металлургии нашей страны работает более 10 тыс. аналитиков. Есть еще один существенный аспект производственного аналитического контроля — его экономика.
Стоимость аналитического контроля обычно невелика. Так, в металлургии она не превышает 1% стоимости продукции, а чаще всего составляет 0,3 — 0,7%. Дополнительные затраты на химический контроль окупаются повышением качества продукции, достижением большей стабильности технологических процессов. Один из недостатков в организации аналитического контроля— неопределенность решений, которые должны приниматься по реэульта— там анализов, а в связи с этим и недостаточная ясность в вопросе о том, где и когда анализы обязательны. Аналитический контроль в наибольшем объеме требуется при запуске нового производства и его освоения.
По мере того как технологические процессы осваиваются и стабилизируются, число точек пробоотбора и частота анализа должны сокращаться. В сущности, контроль должен сохраняться в тех точках, где по тем или иным причинам есть колебания в составе веществ. 1.4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Стимулы развития. "Ученый, — писал А.Пуанкаре, — изучает природу не потому, что это полезно: он изучает ее потому, что это доставляет ему удовольствие...". Великий французский математик и прав и не прав...
Ведь известны и другие слова. "Если, как Вы утверждаете, техника в значительной степени зависит от состояния науки, то в гораздо большей мере наука зависит от с о с т о я н и я н п о т— р е б н о с т е й техники. Если у общества появляется техническая потребность, то она продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов" (ФлЭнгельс, из письма Г.Штаркенбургу). Логика развития аналитической химии, безотносительно к прикладным задачам, толкает ученого-аналитика к созданию все более точных и чувствительных методов, к разработке приемов неразруша— ющего или непрерывного анализа, к упрощению процедур получения информации о составе и т.д.
Но ведь все это нужно практике — либо сейчас, либо потребуется завтра. Действительно, оба стимула, о которых идет речь, обусловливают движение аналитической химии в одном направлении. Связь с другими науками. В настоящее время аналитическая химия не может быть н, более того, уже не является только частью химии. 11 Она тесно связана с физикой, техникой и, как уже говорилось, приобрела черты междисциплинарной науки. Это совершенно не означает, что аналитическая химия рвет с химией, уходит из нее; просто одной химии сейчас недостаточно.
Аналитическая химия никогда не порвет связей с химией, как, став новой междисциплинарной наукой, кибернетика не порвела с математикой. Связь аналитической химии с другими науками весьма многообразна. С одной стороны, аналитическая химия получает от различных научных дисциплин принципы, закономерности, на основе которых создаются методы анализа, а также технические приемы, способы регистрации аналитического сигнала, методы обработки результатов. С другой стороны, аналитическая химия обеспечивает многие науки методами и приборами, подчас в очень значительной степени предопределяя успехи этих наук. Иногда связи более сложные: науки взаимно дополняют друг друга.
Так, разработав методы анализа ядерных материалов, аналитики помогли в создании ядерных реакторов, которые затем стали одним из инструментов анелитиков — с их помощью осуществляют радиоактивационный анализ. Полупроводниковые детекторы, которые увеличивают возможности того же активационного анализа, нельзя было бы создать бж разработанных ранее методов анализа полупроводниковых материалов. В химических методах анализа используют достижения таких разделов химии, как учение о химическом равновесии, электрохимия, химическая кинетнка, неорганическая, органическая, коллоидная химия.
Нельзя успешно работать в области органических аналитических реагентов, не впитывая постоянно того, что дает органическая химия. Невозможно плодотворное развитие электроаналитической химии в отрыве от электрохимии. Из сказанного не следует, что химические методы анвлиза сводятся к соответствующим разделам химии. Утверждать это было бы так же неправильно, как неверно полагать, хотя это не раз пытались сделать, что вся физика сводится к математике, а биология — к химии и т.п.
Если,' скажем, химика-неорганика больше интересуют черты сходства элементов и соединений и в частном он ищет общее, то химик-аналитик заинтересован как рээ в обратном. Ему прежде всего нужны индивидуальные особенности элементов и соединений, все то, что отличает их друг от друга. Такой угол зрения требует в ряде случаев использования иных сведений, чем те, которые нужны неорганику. У аналитика другое отношение к мере, к точности. По существу, химия стала количественной наукой благодаря успехам в осуществлении анализов. Аналитическая химия тесно связана с физикой. Химический ана- 12 лиз в значительной мере базируется на успехах спектроскопии (оптической, ренттеновской, радиочастотной), ядерной физики и других разделов физики. Многие методы анализа совершенствуются главным образом под влиянием постоянного развития соответствующих разделов физики и на базе прогресса в приборостроении.
Общим для всех аналитиков является: теория пробоотбора, метрология химического анализа, методика сопоставления методов и выбора их при решении конкретной задачи. Специалисты-аналитики (химики и физики) единой группой выступают перед заказчиком, которому в конечном счете безразлично, какими способами эти данные получены. Фундаментальный и прикладной аспекты.
Даже имея четкие критерии деления научных дисциплин, мы столкнулись бы с тем, что с течением времени границы между фундаментальными и прикладными науками постепенно стираются. Общепринятых критериев для однозначного деления наук на фундаментальные и прикладные, по-видимому, не существует. Один из критериев — фундаментальные науки "узнают" (объективно существующее в природе и обществе), прикладные — "создают" (методы, средства, устройства).
Если аналитическая химия — наука о методах определения химического состава вещества, то ее, руководствуясь указанным критерием, следовало бы отнести к прикладным наукам. Однако более точным будет утверждение, что у большинства наук, в том числе и у аналитической химии, есть и фундаментальный, и прикладной аспекты. При таком подходе спор о том, фундаментальная ли наука аналитическая химия или прикладная, в значительной степени теряет смысл. Стремление рассматривать аналитическую химию утилитарно, не видеть различия между аналитической химией и аналитической службой наносит ущерб и аналитической химии как науке, и аналитическому сервису, так как может лишить последний фундаментального задела, новых находок.
Совершенствование аналитической службы возможно только на базе исследований. "Хотя главный момент в величественном развитии наук есть следствие практической пользы, приносимой ими, известно, что одно только прямолинейное преследование практической цели в конце концов затрудняет ее достижениеа (Я.Г.Вант- ГОФФ) 1.5. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК Существует мнение,,что интерес к истории дисциплины возрастает в периоды, когда данная наука переживает если не застой, то, во всяком случае, развивается спокойно, зволюционно.
Во времена же 13 "бури и натиска", когда одно открытие опережает другое, когда спешат проверить и реализовать возможности рождающихся друг за другом методов, — в такие времена, говорят, не до истории. В таком высказывании есть логический смысл, однако изучать историю науки необходимо и в бурные периоды ее развития; специа— лист должен быть знаком с ней.
Знание истории науки вооружает ученого методологически. Знание истории своей дисциплины укрепляет любовь к науке, приобщает к ней. Многие ученые, к мнению которых стоит прислушаться, полагали, что изучение истории служит даже инструментом развития науки сегодняшней. В.И.Вернадский, например, писал, что "история науки является ... орудием достижения нового". Изучение прошлого аналитической химии жизненно необходимо для понимания ее особенностей, механизмов развития, истоков ее методов, для оценки того, что нас ожидает. Знакомство с историей аналитической химии — занятие к тому же весьма интересное.
В дея— тельиости ученых прошлого часто можно увидеть пример, иногда идеал. аНаука захватывает нас только тогда, когда, заинтересовавшись жизнью великих исследователей, мы начинаем следить за историей их открытий" (Д.К.Максвелл). Аналитическая химия — в известной степени первооснова всей химии, эту мысль мы находим у многих историков химической науки.
Возьмем открытие новых элементов — ведь это аналитическая задача. Во всяком случае, так было до последнего времени, когда новые элементы стали аделатьа физики-ядерщики, да и то без химико-аналитической методологии обойтись они не могут. Аналитическая химия прошла большой исторический путь. Можно выделить следующие периоды: наука древних; алхимия (1у — ХЛ вв.), иатрохимия (ХЛ вЂ” ХЛ1 вв.), эпоха флогистона (ХЛ1 — ХЛ11 вв.), период научной химии (11Х вЂ” ХХ вв.); современный период. А н а л и з в д р е в н о с т и.