Файл: Мюллер Г. Специальные методы анализа стабильных изотопов.pdf

Г. Мюллер, К. Майерсбергер, X. Шпринц

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ

Перевод с немецкого канд. хим. наук В. И. МОСИЧЕВА

МОСКВА АТОМИЗДАТ 1974

ж / ? / п ~ т

циальные методы анализа стабильных изотопов. Пер. с нем. М.,

Атомиздат, 1974, 416 с.

В предлагаемой монографии впервые систематически рассмотрен весь комплекс разнообразных немасс-спектрометрических методов изотопного анализа, получивших развитие, достаточное для прак­ тического применения этих методов, например, к контролю техно­ логических процессов разделения изотопов, в физико-химических исследованиях, для определения изотопного состава меченых соединений.

В общедоступной форме описаны теоретические основы, аппа­ ратура и техника изотопного анализа путем измерения различий теплопроводности, плотности, электрохимического поведения, вяз­ кости, эффузии, упругости паров и температуры замерзания изотоп­ ных разновидностей анализируемого вещества. Подробно рассмот­ рены методы оптической спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, газовой хроматографии и активационного анализа, применяемые для определений изотопного состава веществ. При переводе книга дополнена анализом возможностей оптической спектроскопии как общего метода определений изотопного состава и заново написан раздел, посвященный ИК-спектроскопии изотопо­ замещенных соединений. Во всех случаях приведены примеры практического применения.

Особенностями специальных методов изотопного анализа являются в большинстве случаев простота применяемой аппаратуры и аналитических процедур, экспрессность, экономичность выполне­ ния серийных анализов и довольно высокая точность получаемых результатов при сравнимом содержании изотопов.

Рисунков 105, таблиц 65, библиографии 1182 наименования.

ПРЕД ИСЛ ОВИЕ К Р У С С К О М У И З Д А Н И Ю

Стабильные изотопы и соединения, приготовленные на их основе, широко используются в различных целях. Успехи изо­ топной технологии и исследований, основанных на применении изотопных веществ, неразрывно связаны с усовершенствованием методов изотопного анализа этих веществ. Наибольшего разви­ тия и распространения достиг масс-спектрометрический метод. Однако независимо от его достоинств и недостатков значитель­ ный интерес представляют и другие возможности определений изотопного состава. Эти возможности заложены почти во всех аналитических методах, допускающих прецизионное измерение тех или иных физико-химических констант элементов или их соединений. В ряде случаев такие методы позволяют определить изотопный состав более простыми по сравнению с масс-спектро- метрией средствами, а иногда заключают в себе и более полную информацию об изотопном составе анализируемого вещества (например, пространственное расположение изотопов внутри молекулы).

Несмотря на обилие экспериментальных работ в области изотопного анализа, полное систематическое описание методов до сих пор отсутствовало. Этот пробел до некоторой степени восполнен появлением монографии «Специальные методы изо­ топного анализа», изданной в ГДР в 1969 г. В этой монографии авторами впервые систематически рассмотрен весь комплекс методов изотопного анализа, получивших развитие, достаточное для их практического применения: катаро-, денси-, рефракто-, электро-, эффузио-, вискози-, тензо- и криометрия, газовая хро­ матография, оптическая спектроскопия, ядерный магнитный ре­ зонанс, методы активационного анализа. В сравнительно небольшой по объему книге авторам удалось достаточно полно описать принципиальные особенности перечисленных методов изотопного анализа и проиллюстрировать возможности методов примерами их практического применения. Обращает на себя внимание целенаправленность монографии — дать в руки иссле­ дователей и практиков, связанных в своей работе с примене­ нием изотопов и изотопных соединений, практическое руковод­ ство по изотопному анализу. Поэтому, предлагая вниманию

3

П РЕД ИСЛ ОВИЕ К Н Е М Е Ц К О М У И З Д А Н И Ю

В предлагаемой монографии авторами предприняла попытка достаточно полного изложения, а также критического рассмот­ рения и объективного сравнения многочисленных методов ана­ лиза стабильных изотопов, которые развиваются наряду с ме­ тодом масс-спектрометрии. Хотя масс-спектрометрия применима для определения изотопного состава любого элемента и отли­ чается высокой точностью получаемых результатов, недостижи­ мой другими методами, с самого начала применения стабильных изотопов развивались другие методы изотопного анализа, сво­ бодные от недостатков масс-спектрометрии, — высокой стоимо­ сти аппаратуры и трудоемкости аналитических операций.

Эти методы можно объединить общим названием «Специаль­ ные методы анализа стабильных изотопов», так как в противо­ положность масс-спектрометрии они применимы к анализу лишь узкого круга элементов или даже только одного элемента. Однако во многих случаях это ограничение не является доста­ точно серьезным препятствием для широкого применения ста­ бильных изотопов как средства научных исследований, по­ скольку изотопы одного и того же элемента могут быть исполь­ зованы для приготовления самых различных меченых соедине­ ний. Использование в научной работе соединений, меченных даже изотопами только одного элемента, позволяет извлекать необходимую информацию о существе изучаемых явлений и рационально планировать процесс научных исследований. В ка­ честве примера можно упомянуть, что применение соединений, меченных стабильным изотопом азота 15N, уже привело к зна­ чительному прогрессу в биохимических исследованиях и имеет большое значение для исследовательских работ в этой области, которой предрекают выдающуюся роль в будущем.

По форме и содержанию настоящая монография весьма удачно соответствует своей основной задаче: облегчить приме­ нение стабильных изотопов в научных исследованиях и технике путем выбора наиболее подходящего метода изотопного анализа. При этом имеются в виду не только требования к точ­ ности получаемых результатов и материальные затраты, но и трудоемкость аналитических процедур.

5