540
.pdfОсновная цель SpringerLink – сделать доступными
вэлектронном виде все издания группы Springer-Verlag, а также обеспечить оперативный поиск публикаций, напечатанных в этих изданиях. Поэтому, в отличие от библиотечных электронных каталогов, данный ресурс в качестве объекта своего поиска имеет не библиографическое описание, а конкретную статью в электронном виде.
Ключевая особенность SpringerLink – это универсальный поиск. Подписчики имеют возможность объять огромный информационный массив, сосредоточенный в 11 он-
лайновых библиотеках.
Служба Online FirstTM позволяет пользователям получить доступ к обзорным статьям еще до того, как они будут опубликованы в печати. А наличие дополнительных ссылок
встатьях SpringerLink позволяет расширить информационное поле исследователя.
Снедавнего времени появилась новая бесплатная служба оповещения через электронную почту. С ее помощью пользователь узнает о том, что новые статьи и выпуски журналов стали доступны в электронном виде. Также высылаются оглавления со списком статей и прямые ссылки на их рефераты. Существует три вида подписки: 1) список статей журнала; 2) ключевые слова; 3) тематическая подписка.
Многие заголовки SpringerLink представлены дополнительными электронными материалами, такими как графические изображения, модели, видео и звук. Поэтому пользователи могут не только прочитать об исследовании
встатье, но и увидеть, а часто даже и услышать то, как это происходит.
Работа с ресурсом. Поиск в SpringerLink реализован достаточно просто. Существует два варианта поиска статей: 1) общий просмотр (Browse); 2) поиск по индексам.
1. Поиск Browse. В этом случае пользователь должен выбирать определенный режим просмотра, ограничив тем самым поисковую область:
111
1) просмотр всех заголовков. Дополнительно список просмотра можно ограничить, задав только просмотр журналов, либо только книжных серий, либо выбрав и то,
идругое;
2)просмотр списка изданий в тематических БД. Всего 11 баз данных: химические науки; компьютерные науки; экономика; техника, инженерия; экология; геология; юриспруденция; гуманитарные науки; математика; медицина; физика и астрономия;
3)просмотр в рамках издательства. Всего 15 издательств, расположенных в различных точках земного шара. Многие их них имеют свою специализацию. При выборе одного из издательств выводится список изданий, выпущенных им.
После выбора режима просмотра выводится соответствующий список изданий в алфавитном порядке.
2. Индексированный поиск. Функционально индекси-
рованный поиск может быть разделен на три вида:
1)статьи со ссылкой на определенную публикацию или на любую публикацию в рамках определенного журнала;
2) статьи с встречающимися поисковыми словами: в заголовке, в списке авторов, в реферате (включая заголовок), в полном тексте (включая реферат и заголовок). При этом варианте индексированного поиска дополнительно могут быть заданы поисковые критерии: временной диапазон публикации статьи; показывать только статьи, представленные полнотекстовыми документами; искать статьи только в заданном списке изданий, исключая другой заданный список изданий. Существует также возможность форматировать выдаваемые результаты поиска в удобном для себя виде: сортировать либо по дате выпуска, либо по релевантности, показывать определенное количество найденных статей на странице;
3)издания по их заголовку или описанию и заголовку.
Вэтом случае результат поиска тоже можно ограничить только теми изданиями, к которым есть полнотекстовый доступ.
112
Дополнительные возможности поиска. К таким воз-
можностям можно отнести авторизованную работу пользователя. Для работы SpringerLink не требует регистрации. Просмотр списка статей книг и журналов и рефератов к таким статьям доступен и для анонимного пользователя – guest. Однако без регистрации нельзя воспользоваться специальными услугами:
1)электронные оповещения о новых поступлениях;
2)список интересующих изданий;
3)бесплатные образцы статей;
4)сохранение истории заказов.
Регистрация возможна как для частного лица, так
идля организации. При регистрации организации вводится идентификационная информация и в том числе диапазон IP-адресов. В дальнейшем SpringerLink будет автоматически идентифицировать пользователя как члена коллективной подписки без ввода имени и пароля организации, определив его IP-адрес. Кроме того, SpringerLink поддерживает так называемую «афинскую» идентификацию (Athens access management system) [http://www.athensams.net/]. Athens – это специализированное всемирное хранилище, которое вмещает информацию об организациях, именах
ипаролях с ассоциированными с ними правами. Она была создана для контроля доступа к интернет-ориентированным службам подписки.
Создавать собственные настройки (профили) пользователь может независимо от того, работает он со SpringerLink по коллективной подписке или нет. Персональные профили рекомендуется делать в любом случае, они позволят сэкономить время при работе с ресурсом.
Служба оповещений. Данная служба оповещает пользователя о том, что появились интересующие его новые издания или публикации. Подписчика информируют:
1)о поступлениях новых выпусков журналов или книжных серий из выбранного списка;
2)о новых журналах или книжных сериях, относящихся к интересующей тематике;
113
3) о новых материалах, отправленных в печать и соответствующих поисковому запросу. Поисковая система автоматически перезапускает сохраненные запросы и, если в списке найденного окажутся новые публикации, пользователю высылается соответствующее оповещение.
Служба оповещения имеет свои пользовательские настройки. Существует несколько пунктов настройки службы: оповещать о новых поступлениях при входе в систему SpringerLink; оповещать по электронной почте; формат передаваемой информации (НТМL или Техt).
Бесплатные образцы публикаций. Данная бесплатная услуга позволяет зарегистрированному пользователю, который еще не оплатил подписку на издания, получить общее представление о характере публикаций. Благодаря просмотру таких образцов, пользователь может для себя решить, принесет ли пользу подписка на конкретный журнал для его будущих исследований или нет. Эта функция может оказаться полезной и для авторов, которые таким образом узнают о формате, в котором конкретный журнал предпочитает публиковать научную информацию.
4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Воснове фундаментальных и прикладных исследований в химии и химической промышленности лежат экспериментальные исследования. Результаты таких исследований во многом зависят от выбора методики проведения эксперимента и методики проведения анализов и средств измерения, от учета возникающих при проведении экспериментов ошибок, метода обработки результатов эксперимента и анализа полученных результатов.
4.1.Экспериментальные установки
иметоды проведения эксперимента
Для проведения экспериментов используются лабораторные, пилотные (укрупненно лабораторные), опытные и опытно-промышленные установки, совмещенные с уст-
114
ройствами подачи, очистки, анализа исходных веществ, промежуточных и конечных продуктов. К таким установкам относятся устройства разделения и выделения продуктов реакции, комплексного изучения физико-химических
ифизико-механических свойств исходных и конечных продуктов с использованием новейших и дорогостоящих приборов физико-химического анализа. Подробное описание лабораторных установок и устройств дано в специальной литературе.
На современном этапе развитие и создание лабораторных установок поставлено на индустриальную основу. Существует ряд известных фирм, производящих уникальные
итиповые образцы экспериментальных установок, работающих при высоких давлениях, температурах, в агрессивных средах. Основная тенденция в разработке и совершенствовании экспериментальных установок – создание пол-
ностью автоматизированных установок, совмещенных с компьютерами, что позволяет проводить эксперименты по заданным программам без участия экспериментатора в непрерывном режиме. В таких установках расположено большое количество датчиков для непрерывного анализа состава и свойств исходного сырья, полупродуктов и конечных продуктов химических превращений. Как правило, такие установки являются дорогостоящими и предназначены для получения больших объемов информации при проведении систематических исследований схожих объектов изучения, например для изучения каталитических процессов окисления, хлорирования, фторирования, горения, конверсии природного и других газов, продуктов нефтепереработки, органического синтеза. В результате исследований на таких установках получают информацию о механизме и скорости протекающих процессов, активности большого числа каталитических систем, свойствах получаемых продуктов. Такая информация позволяет выявить наилучшие варианты новых технологий, оптимизировать режимы и в конечном итоге разработать исходные данные для создания опытно-промышленных установок.
115
Существуют также упрощенные менее дорогостоящие экспериментальные установки, предназначенные для углубленного изучения отдельных химико-технологических процессов: абсорбции, адсорбции, ионного обмена, кристаллизации, выщелачивания, растворения, ректификации, экстракции, химического осаждения, обжига и т.д. Такие установки представляют собой физические модели типовых аппаратов, в конструкции которых соблюдаются критерии геометрического подобия, что необходимо для последующего масштабирования изучаемых процессов от лабораторных до промышленных условий. Упрощенные установки должны включать в себя необходимые датчики и приборы для изучения процесса. Исследования на таких установках проводятся в периодическом режиме, поддерживаемом с помощью приборов. Как правило, для разработки новых технологий требуется изучение многих хими- ко-технологических процессов, поэтому исследование проводятся на нескольких упрощенных установках.
4.2. Выбор метода проведения эксперимента
Выбор метода проведения эксперимента играет важную роль в достижении цели и задач исследования. Метод проведения эксперимента выбирается исходя из целей и задач исследований, количества и условий протекания процессов, составляющих разрабатываемую технологию.
Основными принципами выбора метода проведения эксперимента являются:
1)условия проведения экспериментов должны обеспечивать безопасность проведения процессов (за счет использования малых количеств веществ, безопасных условий, режимов проведения процессов, учета пределов взрываемости и т.п.);
2)условия проведения экспериментов должны по возможности ближе моделировать промышленные условия (гидродинамический режим, температуру, давление, концентрации реагентов, состав сырья, материалов и среды, катализаторы, ингибиторы, длительность процесса и т.п.);
116
3)выбранный метод проведения эксперимента должен обеспечивать воспроизводимость, надежность экспериментальных данных;
4)обеспечивать возможность установления максимальной степени превращения или максимального выхода продукта с заданными свойствами и качеством;
5)обеспечивать возможность установления химизма, механизма и кинетики протекающих процессов.
4.3.Выбор метода проведения анализа
Внастоящее время наблюдается бурное развитие новых аналитических приборов и средств контроля химикотехнологических процессов. Как правило, это приборы, основанные на физических методах анализа. Характерная
особенность физических методов анализа заключается в том, что в них непосредственно измеряют какие-либо физические параметры системы, связанные с количеством определяемого элемента, без предварительного проведения химической реакции.
Физические методы анализа делятся на три главные группы методов: методы, основанные на взаимодействии излучения с веществом или на измерении излучения вещества; методы, основанные на измерении параметров электрических и магнитных свойств вещества; методы, основанные на измерении плотности или других параметров механических или молекулярных свойств вещества [18].
Методы, основанные на взаимодействии излучения с веществом или на измерении излучения вещества. Ме-
тоды, основанные на энергетических переходах внешних валентных электронов атомов, включают в себя атомноэмиссионные и атомно-абсорбционные анализы.
Атомно-эмиссионный анализ:
1. Фотометрия пламени. Анализируемый раствор распыляют в пламени газовой горелки. Под влиянием высокой температуры пламени атомы переходят в возбужденное состояние. Внешние валентные электроны переходят на более
117
высокие, чаще всего соседние с основным, энергетические уровни; обратный переход электронов на основной энергетический уровень сопровождается излучением, длина волны которого зависит от того, атомы какого элемента находились в пламени. Интенсивность излучения при определенных условиях пропорциональна количеству атомов элемента в пламени, а длина волны излучения характеризует качественный состав пробы. Метод фотометрии пламени чаще всего применяют для качественного обнаружения и количественного определения легко возбуждающихся щелочных и щелочно-земельных металлов.
2.Эмиссионный спектральный анализ. Пробу вводят
впламя вольтовой дуги или конденсированной искры. Под влиянием высокой температуры атомы элементов переходят в возбужденное состояние. Температура дуги или искры выше температуры пламени, что приводит к возбуждению атомов большого числа элементов. Кроме того, электроны при возбуждении переходят не только на ближайшие к основному, но и на более отдаленные энергетические уровни. Поэтому излучение представляет собой сложную смесь световых колебаний самых разнообразных длин волн. Это излучение – так называемый эмиссионный спектр – разлагают на составные части специальными приборами (спектрографами) и фотографируют. Сравнение
положения и интенсивности отдельных линий спектра с линиями соответствующего эталона с точно известным содержанием отдельных элементов дает возможность определить качественный и количественный состав пробы.
Атомно-абсорбционная спектрометрия – метод атом-
ной абсорбции. Он основан на измерении поглощения света определенной длины волны, излучаемого специальным источником, невозбужденными атомами определяемого элемента. Источник дает так называемое резонансное излучение, т.е. излучение, соответствующее переходу электронов на наинизшую орбиталь с наименьшей энергией с ближайшей к ней орбитали с более высоким уровнем энергии. Кванты света резонансной частоты переводят электроны
118
атомов определяемого элемента в пламени в возбужденное состояние, т.е. на ближайший к основному более высокий энергетический уровень. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через пламя пропорционально количеству невозбужденных атомов в нем. Поэтому предел обнаружения в методе атомной абсорбции значительно ниже, чем у двух предыдущих методов анализа.
В методе атомной абсорбции применяют горючие смеси с температурой до 3100 °С (известен и непламенный вариант метода), что обеспечивает возможность определения значительно большего количества элементов, чем в методе фотометрии пламени. Атомно-абсорбционный метод характеризуется также высокой селективностью. Определению данного элемента, как правило, не мешают многие другие элементы, содержащиеся в пробе.
Методы, основанные на возбуждении глубинных электронов атомов, – рентгенофлуоресцентный и рентгеноэмиссионный методы анализа. В более распространенном рентгенофлуоресцентном методе пробу подвергают действию излучения рентгеновской трубки. Атомы пробы возбуждаются: внутренние электроны, находящиеся на ближайшей к ядру атома орбитали, так называемые К-электроны, выбиваются из атома. Их место занимают электроны с более отдаленных от ядра орбиталей. Переход этих электронов сопровождается возникновением вторичного рентгеновского излучения, длина волны которого связана функциональной зависимостью с атомным номером элемента. Измерение длины волны вторичного излучения дает возможность установить, какие именно элементы входят в состав пробы; интенсивность же вторичного излучения зависит от количества данного элемента в пробе, т.е. ее измерение является основой количественного рентгенофлуоресцентного метода анализа.
Методы, основанные на ядерных реакциях, – радиоак-
тивационный, или (его главная часть) нейтронноактивационный метод анализа. Нейтронно-активационный метод возник после открытия атомной энергии и создания
119
действующих атомных реакторов. Принцип метода заключается в следующем. Анализируемый материал подвергают действию нейтронного излучения в атомном реакторе или посредством нейтронного генератора. При взаимодействии нейтронов с ядрами элементов происходят ядерные реакции и образуются радиоактивные изотопы всех элементов, входящих в состав пробы. Затем пробу переводят в раствор и разделяют элементы химическими методами. Завершающим этапом определения является измерение интенсивности радиоактивного излучения каждого элемента пробы.
Параллельно анализируют эталонную пробу с точно известным содержанием отдельных элементов, которое находят предварительно химическими методами анализа. Эталон также облучают в реакторе потоком нейтронов и обрабатывают химическими методами, которые применяли при разделении элементов анализируемой пробы. Сравнивая интенсивность радиоактивного излучения отдельных фракций эталонной пробы и анализируемого материала, делают вывод о количественном содержании элементов.
Предел обнаружения элементов радиоактивационным методом очень низкий: удается определять элементы, содержание которых составляет 10–8–10–10 %.
Методы, основанные на измерении параметров электрических и магнитных свойств вещества.
Кондуктометрический метод основан на измерении электропроводности растворов или газов. Так, концентрацию соли в растворе определяют, сравнивая электропроводность этого раствора с данными таблицы, в которой содержатся значения электропроводности растворов соли различных концентраций.
Известен также термокондуктометрический метод анализа газов. В газовую смесь помещают нагретую платиновую проволоку и измеряют ее электропроводность. Последняя зависит от температуры проволоки, которая в свою очередь изменяется с теплопроводностью отдельных компонентов газовой смеси. Так, теплопроводность диоксида углерода очень сильно отличается от теплопроводности
120