Т. Р. Рыспеков, Б. Д. Балғышева
Масс – спектрометрлік әдістер
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
treatise140794
| 3.12.Масс – спектрометрлік әдістер
Масс-спектрометрлік талдау – заттың құрамына кіретін атомдар мен молекулалардың массалары бойынша сандық және сапалық талдау әдісі. Теориялық негізі. Масс-спектрометрлік талдау – электр және магнит өрісінің әсерінен иондардың массасы m мен е зарядының айырмашылығына негізделген талдау әдісі. Бір зарядты иондар үшін m\e қатынасы ион массасына тең. Ион массасы массалық атом бірлікпен өлшенеді (м.а.б), ол көміртек 12С атомының 1/12 бөлігін құрайды. Жуықталған бүтін санды өлшемдерді - массалық сандар деп атайды. Масс-спектрометрлік талдау әдісін заттарды бу күйіне 13-1300 мкПа қысымда ауыстырғаннан кейін қолданылады. Талдау зарядталған бөлшектердің массасы бойынша бөлінуін анықтайтын масс-спектрометр көмегімен жүргізіледі. Бұл бөлу масс-спектр деп аталады. Масс-спектрометр 4 негізгі бөлімнен тұрады: - қабылдау (үлгіні енгізу); - атомдар мен молекулаларды ион қалпына келтіру (ион көзі); - иондарды массалары бойынша бөлу (масс-анализатор); - иондық токты тіркеу (детектор) Масс-спектрометрлік талдау кезінде қысым иондардың соқтығысуын тоқтатады. Әдетте үлгінің салмағы 0,01-1мг құрайды. Оңай қайнайтын сұйықтықтар мен ұшқыш қатты заттар иондану блогына жұқа капилляр арқылы берілетін бумен алдын-ала буландырылып, баллонға беріледі. Қиын ұшатын заттар ион көзіне тікелей енгізіледі. Талданатын заттың атомдары бумен атқылау мен молекулаларының иондануы орташа энергиялы электрондар үлгілері немесе вакуумдық ұшқын арқылы жүзеге асады. Электронды атқылау үшін энергиясы 50-100эВ болатын электрондық сәулелер қолданылады. Металдық лентаны қыздыру арқылы электрондар ағымы алынады. Түзілген термоэлектрондар үлгіні бу арқылы белгілі бір кернеуі бар анодқа қарай өткізеді және жылдамдатады. Жоғарғы энергиялы электрондар заттың молекуласымен (М) әрекеттескенде, бірнеше типті реакциялар жүруі мүмкін: М + е- →М+ + 2е-; М + е- →М+2 + 3е-; М + е- →М-. Алғашқы екі реакция нәтижесінде массалары бірдей, зарядтары әртүрлі оң зарядты иондар түзіледі; 3-жағдайда электрон молекулаға қосылып, теріс зарядталған молекулалық ион түзіледі. Көп жағдайда иондану үдерісі бір электронның бөлінуі арқылы жүзеге асады. Осы жолмен алынған оң зарядталған иондардың электр өрісінің потенциал айырымы 1-100 кВ болса, барлық бір зарядты иондар мына энергияға (Е) ие болады: Е = еV, мұндағы, е – ион заряды; V – пластинкаға бекітілген электр өрісін түзуші потенциал. Электр өрісінен өткен иондардың кинетикалық энергиясы мына формулаға сәйкес: Е = еV = m , мұндағы, m – ион массасы; υ – ион жылдамдығы. Шыққан ион жылдамдығы электр өрісін жылдамтады: υ= . Алынған иондар ағыны масс-анализаторға қарай бағытталады. Иондану кезінде электрондар ағынының көмегімен органикалық қосыластарға талдау жасалады. Қиын ұшатын бейорганикалық заттарға талдау жасау барысында ұшқын электрондар көзін жиі қолданады. Электрлік және магниттік өрістердің бірлескен әсерінен иондардың массасы бойынша бөлінуі қос фокустайтын құрылғыларда жасалады.
r = . Ион массалары әртүрлі болса, басқа траекториямен қозғалады, осылайша магниттік өрісте иондардың ағындарға бөлінуі орын алады, кеңістік жүзеге асады; әр ағында массасының зарядына қатынасы бірдей иондар бар. Ұшқынды масс-спектрометрде иондар ағынын тіркеу үшін көбінесе ионды-сезгіш пластинкалар қолданылады. Сапалық талдау кезінде фотопластинкалар пайда болғаннан кейін, иондарға сәйкес сызықтар анықталады. Сызықтың берілуі мына қатынас бойынша анықталады: ɑ = b ( , мұндағы, ɑ - екі аналитикалық сызық ара қашықтығы; m1 және m2 –сәйкесінше иондар массасы; е1 және е2 –иондар заряды; b –масс-спектрометр типіне тәуелді тұрақты шама. Бұл теңдеуді пайдалану үшін сілтеме сызықтарын, мысалы, негізгі элементтің сызығын білу қажет. Сандық анықтау кезінде аналитикалық сызықтардың оптикалық тығыздығы микрофотометрмен өлшенеді. Сәйкестендіру кестесі құрылады және қоспалардың концентрациясы табылады. Электрлік әдістер масс-спектрометрлерде иондар тоғын тіркеу үшін де қолданылады. Масс-спектрометрлік талдау - әмбебап әдістердің бірі. Масс- спектрометрия әдісін органикалық молекулалардың құрылымын зерттеу кезінде кеңінен қолданады. Масс- спектрометрлік әдісте бірден 50-60 элементті анықтауға болады. Элементтердің өзара әсері аз және бұл әдіс өте селективті болады. Бұл әдіс жоғары сезімталдыққа ие; анықтау шегі 10-7%. Айлық топырақты толық талдау кезінде масс-спектрометрлік талдау қолданылды. Өте таза заттардың анализінде изотоптың құрамын анықтау үшін қолданылады. Үлгіге аз қоспалардың таралуын зерттеуге, яғни, жергілікті және қабаттық талдау жүргізуге мүмкіндік береді. жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|