ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Масс-спектрометрия из "Инструментальные методы химического анализа" Существует четыре различных метода получения массовых спектров. В каждом из них получение ионов осуществляется посредством соударения бысгродвижущихся электронов с молекулами ионизируемого газа. Электроны производят ионизацию молекул нейтрального газа, выбивая из них один или несколько орбитальных электронов. Возникающие положительные ионы притягиваются отрицательно заряженным ускоряющим электродом, а оставшиеся нейтральные молекулы газа удаляются непрерывно работающим вакуумным насосом. [c.226] Спектрометр с электромагнитной фокусировкой. В этом наиболее изученном методе анализа ионный пучок проходит через эвакуированную камеру в сильном магнитном поле, которое направляет ионы по круговым траекториям. На рис. 15.1 представлен масс-спектрометр такого типа. [c.226] Отсюда видно, что скорость иона определяется отношением его заряда к массе, т. е. величиной е/т. [c.226] Конструкция прибора (см. рис. 15.1) такова, что достичь коллекторного электрода могут лишь только те ионы, которые обладают траекторией с определенным радиусом кривизны. Уравнение (15.6) показывает, что -при данных значениях V и Н к коллектору будут направляться ионы, о бладающие определенной величиной отношения т/е. [c.227] Ввиду того что ионы образуются при удалении электронов из нейтральных атомов и молекул, заряд любого иопа должен быть неболь-ншм п ратным заряду одного электрона. iHa. практике чаще всего наблюдается заряд, равный единице, реже — двум и совсем редко — более высокие заряды, так что для практических целей величину е в уравнении (15.6) можно считать численно / j равной заряду одного электрона, принимая во внимание, что иногда ока может. быть вдвое большей. Это означает, что при соответствующей регулировке ускоряющего потенциала V или магнитного поля Я можно собрать в пучок ионы любой . - г. [c.227] На рис. 15.1 и 15.2 изображен прибор, в котором магнитное поле отклоняет пучкп на 60°. Указанная форма магнита используется в нескольких типах промышленных масс-спектрометров однако и другие углы также обеспечивают хорошую фокусировку, поэтому некоторые фирмы изготовляют 90- и 180-градусные приборы. Существуют приборы, в которых разделение по массам проводится путем изменения потенциала V при постоянной напряженности магнитного поля Я в других приборах осуществляется обратный принцип. Оба метода имеют одинаковую эффективность. Сигнал, получаемый коллектором, усиливается электронным усилителем и приводит в действие регистрирующий механизм, На рис. 15.3 показал современный прецизионный масс-спектрометр, а на рис. 15.4 — трубка 60-градусного спектрометра. [c.227] Типичный спектр (спектр ртутных паров) изображен на рис. 15.5 [11]. Следует указать, что разрешаюилая способность метода достаточно велика, чтобы выявить все отдельные присутствующие изотопы. В самом деле, все сведения относительно устойчивых изотопов получены при помощи масс-спектрометра. [c.228] Регистрирующий масс-спектрометр для анализа. [c.228] Слева видны контакты электронной пушки и ускорителя, а также н отвод для присоединения вакуумного насоса. Справа внизу — электрод коллектора. [c.228] Разрешающая способность этого прибора обратно пропорциональна массе ионов. Она достаточна для разделения изотопов, т. е. дает возможность использовать прибор для обычных аналитических целей. [c.232] При данных условиях возбуждения относительное содержание ионов с различными массами является характерным для данного вещества и носит название типа разделения. Относительные количества ионов, приведенные в табл. 15.1, следует рассматривать только как иллюстрационный материал. При измерении с помощью другого прибора или при изменении условий возбуждения или величины ускоряющего потенциала результаты могут отличаться. На рис. 15.14 приведена часть действительного масс-спектра п-бутана, полученная на спектрометре, показанном на рис. 15.3. [c.233] Пики с указанным увеличением ХЗ и Х10 были записаны при соответственно уменьшенной чувствительности прибора. Поэтому для сравнения этих величин с данными табл. 15.1 они должны быть умножены на указанные факторы. Данные табл. 15.1 были получены на другом приборе. [c.233] Для идентификации различных неизвестных веществ составлены специальные атласы масс-спектров (типов разделения), подобно атласам инфракрасного и ультрафиолетового поглощений и спектров Рамана. [c.233] Обычно для получения полного приближенного анализа фракций нефти производится сравнение полученного масс-спектра со спектрами различных чистых углеводородов. Как и в случае инфракрасного анализа, в данном случае необходимо решение системы уравнений. Результаты одного такого анализа приведены в табл. 15.2. Они указывают на состав смеси из парафиновых и олефиновых углеводородов, содержащих от одного до пяти атомов углерода [18]. Смесь была приготовлена синтетически из чистых соединений. [c.233] На рис. 15.15 представлены типы разделения четырех изомерных бутиловых спиртов. Спектр, полученный для смеси этих изомеров, представлен на рис. 15.16. Пик при массовом числе 56 почти полностью относится к обычному спирту. Пики нри массовых числах 45, 59 и 74 могут служить для измерения количества вторичного, третичного и изобутилового спиртов соответственно. Однако в каждом из этих случаев необходимо вводить значительную поправку на содержание других изомеров. [c.233] Изобутан. Изобутен. п-Бутены. и-Бутан Изопентан Пентены. [c.235] Здесь М — соответственные пики смеси. Для получения парциальных давлений компонент смеси в микронах ртутного столба 1 мк рт. сг. = 10 3 мм рт. ст.) вычисленные значения х необходимо разделить на величины чувствительностей, приведенные на рис. 15.15 для спектров сравнения (табл. 15.3). [c.235] Вернуться к основной статье