За последние годы инфракрасная спектроскопия получила широкое распространение в самых различных областях химии как ценный аналитический метод и весьма плодотворный способ исследования строения молекул. Химики, в особенности органики, уже давно осознали громадные возможности этого метода и успешно применяют его для решения очень широкого круга вопросов. Совершенно естественно, что появление во многих химических лабораториях инфракрасных спектрофотометров и другой спектральной аппаратуры потребовало привлечения для работы на этих приборах большого числа химиков, не имеющих соответствующих знаний в области физики и, в частности, спектроскопии. Подавляющее большинство химиков, и в особенности химиков-лаборантов, остро нуждается в небольшой по объему и доступно написанной книге, в которой были бы изложены элементарные теоретические основы инфракрасной спектроскопии и детально описана экспериментальная техника проведения качественного и в особенности количественного анализов. Именно этим требованиям отвечает предлагаемая книга чешского автора И. Кесслера, которая может служить практическим руководством по инфракрасной спектроскопии для химиков, впервые приступающих к работе в этой области. Для детального ознакомления с инфракрасной спектроскопией следует обращаться к фундаментальным монографиям советских и зарубежных авторов, посвященным теоретическим вопросам, аппаратуре и экспериментальной технике.
В книге в краткой форме изложены основы инфракрасной спектроскопии (возникновение инфракрасных спектров), основные сведения об инфракрасных спектро-фотометрах (принцип действия одно- к двухлучевых приборов, юстировка) и о приготовлении образцов {газообразных, жидких и твердых), основы качественного анализа (идентификация соединений, исследование смесей, определение степени чистоты, определение состава по характеристичным частотам и интенсивностям), методы количественного анализа, иллюстрированные большим числом примеров, применение методов инфракрасной спектроскопии в сочетании с различными методами разделения (фракционная перегонка, хроматография, дробная кристаллизация) и, наконец, дана краткая характеристика систем документации и каталогизации спектров. В конце книги приложены таблицы, приведены библиография и указатели.
Наибольшую ценность книги И. Кесслера представляют те ее части, которые посвящены довольно подробному изложению некоторых важных экспериментальных подробностей метода инфракрасной спектроскопии, познаваемых в большинстве случаев в результате длительного практического опыта. Очень полезны многочисленные примеры количественного анализа, в которых иллюстрируются различные методы и приемы расчетов.
Книга не лишена недостатков, основными из которых являются некоторая непоследовательность изложения и часто встречающиеся повторения. Перевод книги выполнен с немецкого издания, переведенного с чешского оригинала.
Книга И. Кесслера будет полезна широкому кругу научных работников, а также химиков-лаборантов, впервые знакомящихся с экспериментальной техникой в области инфракрасной спектроскопии. Большую пользу эта книга может принести и работникам заводских лабораторий, использующим методы инфракрасной спектроскопии для контроля качества продукции и исследова-ния ее состава.
М. М. Кусаков
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К НЕМЕЦКОМУ ИЗДАНИЮ
В связи с быстрым развитием инфракрасной спектроскопии в течение последних пятнадцати лет появился ряд монографий, посвященных ее применению [1 —14]. Однако, несмотря на то, что в настоящее время инфракрасная спектроскопия является одним из наиболее распространенных аналитических методов, в этих монографиях аналитическому применению инфракрасной спектроскопии уделяется мало внимания. Поэтому казалось целесообразным предпринять попытку систематического изложения практически применяемых методов. Материал книги разделен на шесть глав.
Некоторые главы написаны сжато, как, например, гл. I, посвященная вопросам возникновения спектров, а также характеристике инфракрасного излучения и инфракрасных спектров. В этой главе приводятся лишь элементарные определения основных понятий. Описание аппаратуры, которое дается в гл. 2, максимально сокращено, так как отдельные узлы приборов и вся аппаратура в целом достаточно подробно описываются во многих руководствах и, в частности, в книге Брюгеля [2], где подробно излагаются вопросы, связанные с градуировкой приборов и приготовлением образцов для съемки спектров.
Методы качественного анализа, рассмотренные в гл. 3, изложены сравнительно кратко. Этот вид анализа, тесно связанный с изучением структуры вещества, изложен в ряде превосходных монографий, в особенности в книге Беллами [1], а также в работе [13]. В связи с этим, очевидно, не было необходимости излагать в данной книге вопросы определения структуры. Поэтому указаны лишь наиболее употребительные методические приемы при идентификации чистых веществ, анализе смесей и определении степени чистоты веществ.
Гл. 4 посвящена систематическому изложению количественных методов анализа. При описании процесса измерения имелись в виду как двух-, так и однолучевые приборы. Эта глава дополнена несколькими примерами, заимствованными из уже опубликованных работ. Исходя из различных соображений, не всегда использовались те публикации, в которых тот или иной метод был описан впервые. Однако во всех случаях цитируются или указываются в примечаниях более ранние работы.
В гл. 5 излагаются вопросы использования инфракрасной спектроскопии в сочетании с различными методами химического разделения, особенно с фракционной перегонкой и дробной кристаллизацией. Глава дополнена также двумя примерами.
Заключительная глава посвящена документации.
В тексте используются обозначения, наиболее распространенные в инфракрасной спектроскопии, хотя некоторые из них и не соответствуют рекомендованным Международной комиссией по спектроскопии. В особенности это относится к обозначению волнового числа символом v вместо о и использованию см~1 вместо символа К, (Кайзер). Для обозначения функциональной зависимости различных величин от одного или нескольких аргументов применяются скобки, в которые заключаются эти аргументы. Так, например, зависимость коэффициента поглощения от волновых чисел vi и v2, а также от времени / обозначается символом G(v\, va, t]. Для единообразия этот метод обозначений использован даже и в тех случаях, когда, может быть, удобнее было бы аргументы указывать в виде индексов.
При окончательной подготовке текста я пользовался ценными указаниями докт.-инж. И. Пливы, докт. хим. наук И. Дворжака, а также докт. наук Г. Бажантовой, которым я приношу свою искреннюю благодарность.
/С К.есслер
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора .............. 5
Предисловие автора к немецкому изданию . 7
Г л а в а I
Возникновение спектров. Инфракрасное излучение и инфракрасные спектры ................ 9
Г л а в а 2
Приборы для получения инфракрасных спектров поглощения и приготовление образцов ........... 26
Глав а 3
Качественный анализ................. 90
Г л а в а 4
Количественный анализ................112
Гла в а 5
Инфракрасная спектроскопия в сочетании с методами разделения . .......•..............246
Глав а 6
Документация.....................258
Литература.......................275
Предметный указатель...............283
