www.mexanik.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА

Настоящее издание — вторая переводная книга, посвященная ионоселективным мембранным электродам. Первая [1] обобщала начальные шаги указанного направления работ, вторая, помимо этого, охватывает и итоги последующего развития до 1975 г. включительно.

Ряд ведущих научных школ и приборостроительных фирм, занимающихся раньше вопросами рН-метрии и потенциометрии, направили свои усилия на практическую разработку ионоселективных электродов (ИСЭ) и теоретическое осмысливание возникающих в связи с этим проблем. В СССР это Ленинградский университет им. А. А. Жданова (академики Б. П. Никольский и М. М. Шульц, доцент Е. А. Матерова), Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (А. В. Гордиевский), ГЕОХИ им. В. И. Вернадского АН СССР; НПО «Ана-литприбор» (г. Тбилиси). В Венгрии — Будапештский технологический университет (академик Э. Пунгор) и фирма в Чехословакии — институт «Монокристаллы» (г. Турнов), в Румынии — университет г. Клуж (К. Литяну). В США это такие крупные фирмы, как Orion Research, ставшая известной именно благодаря ИСЭ и аппаратуре к ним, Beckman, Corning; в Англии — Electronic Instruments Ltd, в Дании — Radiometer, в Нидерландах — Philips, во Франции — Tacussel и т. д. Такие видные ученые, как Дж. Эйзенман, Г. Речниц, Р. Бак, Р. Бейтс и др. (США), Дж. Томас (Англия), В. Симон (Швейцария), занимаются разработкой этой проблемы.

С конца 60-х гг. наблюдается усиленный рост публикаций. С 1972 г. журнал Analytical Chemistry раз в два года помещает обзоры Р. Бака по ИСЭ. Издан ряд непериодических обзоров и тематических сборников, в том числе в СССР [2—4]; вышло несколько монографий, из которых отметим [5] — книгу известного чехословацкого электрохимика И. Корыты, а также [6], служащую одновременно обзорной монографией и первым практическим руководством по указанному предмету.

Состоялись симпозиумы и конференции по ИСЭ. Труды первого симпозиума составили книгу [1]. На ежегодных собраниях Американского химического общества работает секция «Ионоселективные электроды». Две международные конференции прошли под эгидой Международного союза чистой и прикладной химии (ИЮПАК): в 1972 г. в Кардиффе (Англия) и в 1977 г. в Будапеште [7]. Журнал «Analyst» в своем приложении «Analytical abstracts» завел отдел ИСЭ.

Все перечисленное свидетельствует о том большом значении, которое приобрели ИСЭ для науки и практики, хотя и отражает лишь внешнюю сторону дела.

Чем же привлекли ИСЭ внимание столь большого числа ученых, конструкторов и потребителей продукции названных фирм? ИСЭ — современный инструмент химико-аналитического контроля, в принципе позволяющий определить показатель активности любого иона X (рХ) так же легко, как определяют рН раствора со стеклянным электродом и даже с тем же измерительный прибором — рН-метром: без разрушения и обработки образца, зачастую даже без отбора пробы, на месте (in situ). Это — так называемая прямая потенциометрия. При минимальной обработке пробы, гораздо менее трудоемкой, чем для определения каким-нибудь классическим способом, и применении одного из титриметрических методов (косвенная потенциометрия) возможности анализа с использованием ИСЭ еще больше расширяются. Но главным преимуществом ИСЭ остается их пригодность для непрерывного автоматического контроля состава растворов, что отвечает потребностям современной технологии и лабораторного исследования.

Стеклянный рН-метрический электрод упомянут не случайно. Это — наиболее известный и самый старый из ИСЭ; ему более 70 лет. Более 20 лет стеклянным электродам для определения активности ионов щелочных металлов, серебра и аммония. Можно сказать, что их распространение на мировом рынке в середине 60-х гг. предопределило и стимулировало поиск новых материалов, мембраны из которых отвечали бы изменением своего потенциала на изменение концентрации определенного катиона или аниона, т. е. могли бы служить мембранами для ИСЭ.

Отметим особую роль, которую сыграли в распространении ИСЭ исследователи, связанные с биологией и медициной. Помимо использования ИСЭ как инструмента исследования, они заняты изучением самих мембранных процессов и возможностями моделирования некоторых функций мембран живых кдеток. В этом отношении разработка и изучение ИСЭ — лишь одна из частей общей науки, которую можно бы назвать «мембранологией». С этой стороной проблемы советский читатель может ознакомиться по книгам [8—10].

Конечно, имеющих практическое распространение ИСЭ с «нестеклянной» мембраной еще довольно мало. Это прежде всего важные для технологии ИСЭ, обратимые к ионам галогенов, особенно F-, к ионам S2- и CN-, к ионам тяжелых металлов; ИСЭ на К+ и Са2+ — для медицины и биологии, на К+, Са2+, NO-3 и NH — для почвоведения и агрохимии. Для этих электродов, еще очень далеких от совершенства, уже найдено много тысяч точек приложения. ИСЭ на многие другие ионы и вещества неионного характера, подчас не менее важные, еще с трудом выходят за пределы тех лабораторий, где они создаются. Это происходит из-за «нежности» их конструкции, например у электродных устройств, чувствительных к энзимам.

Не найдено еще надежных селективных электродов на такие практически важные ионы как РО|~, Mg|+, SO^~. Словом, и разработчикам, и исследователям, и теоретикам предстоит еще очень много трудиться над поиском новых электродноактивных материалов и конструкций ИСЭ, измерительных цепей и систем на их основе; над разработкой принципов стандартизации самих измеряемых величин. По материалам [7], в частности, можно судить, что усилия исследователей устремляются сейчас не столько на разработку новых ИСЭ, сколько на исследование имеющихся ионо-селективных электродов электрохимическими методами. Одной из тенденций также является поиск систем твердого внутреннего контакта к мембране и сочетание мембраны ИСЭ и полевого транзистора (ISFET — ionselective field effect transistor) [11].

Несколько слов о книге Н. Лакшминараянайаха и о нем самом. Крупная обзорная статья в области мембранологии или монография — его типичная научная продукция (см. [7, 13, 21 ] к гл. 3). Эта книга привлекла нас прежде, всего своей актуальностью и новизной (мы получили ее в начале 1977 г.). Ее некоторая эклектичность и наличие повторений в отдельных главах компенсируются полнотой изложения и многообразием материала.

Мы были не вправе редактировать термины и обозначения или менять что-либо в акцентах и расположении абзацев. Отметим здесь все же, что ИЮПАК в своих рекомендациях по номенклатуре ИСЭ [12], выработанных при участии виднейших ученых в области ИСЭ, призывает пользоваться термином «коэффициент селективности» и его обозначением kA, B вместо часто применяемых в книге «константа селективности», «константа специфичности», «отношение (фактор) селективности» и их обозначений или просто Kij- Видимо, Лакшминараянайах в свою очередь считал себя не вправе изменять терминологию и обозначения авторов цитируемых статей.

При переводе некоторых терминов мы, как правило, придерживались принципов, высказанных М. М. Шульцем в предисловии к книге [1]. Из них упомянем здесь термин «электродная функция» для «electrode response» и «время установления потенциала» для «response time» (буквально «время отклика»).

Перевод предисловия автора и глав I—VI выполнен В. А. Станкевичем, глав VII—XI — И. С. Ивановской.

Назад, на страницу описания