Масс-спектрометрия газов

Рис. 1-12. Схема действия масс-спектрометра. Электроны, испускаемые ионизующим источником, бомбардируют молекулы газа, что приводит к образованию положительных ионов. Эти ионы ускоряются электрическим полем и затем проходят через коллимирующие щели (Х) и 52), которые формируют узкий пучок ионов. Этот пучок отклоняется в электрическом поле и приобретает веерообразную развертку, так как ионы, движущиеся

Вторая задача при калибровке масс-спектрометра состоит в установлении зависимости между интенсивностью ионного тока и парциальным давлением компонентов в напускной системе. Соотношение давления газа в баллоне напуска и размера диафрагмы должно обеспечить линейную зависимость интенсивности пиков в спектре от давления. [c.263]

Метод термического разложения нелетучих компонентов неф тей в температурном интервале 600—900° С с последующей качественной и количественной характеристикой газообразных и жидких продуктов пиролиза методом газо-жидкостной хроматографии впервые применили геохимики [13—15]. Достоинствами этого метода являются его экспрессность и возможность проведения анализа с малыми количествами образцов. После удачного решения аппаратурно-методических вопросов [15] и установления на примере исследования самых различных каустобиолитов (в том числе и остаточной части нефтей) строгой корреляции между происхождением органической основы образца и содержанием бензола р продуктах его глубокого термического разложения этот метод вошел в практику геохимических исследований. Кроме того, реакция термической деструкции в сочетании с методами газовой хроматографии успешно применяется для изучения таких материалов, как уголь и различные полимеры [16—18]. В основе всех этих методов — исследование доступных для анализа (ГЖХ, масс-спектрометрия и др.) продуктов термического разложения высокомолекулярных соединений. [c.168]

Для исследования методом масс-спектрометрии газов, жидкостей и твердых веществ могут быть использованы обычные приемы. Выбор той или иной методики зависит от типа системы напуска, используемой в данном масс-спектрометре, механизма введения образцов и физико-химических характеристик разделения. Обычно в каждой лаборатории существуют свои приемы для введения образцов и соответствующие приспособления. [c.370]

Для калибровки масс-спектрометров, газо-жидкостных хроматографов и устройств для отбора проб необходимы газообразные матрицы с двумя уровнями концентраций органических компонентов. Здесь определяющим фактором может являться устойчивость разбавленных газовых смесей, зависящая от концентрации следовых компонентов, чистоты и концентрации других компонентов смеси. Стенки подавляющего большинства со- [c.58]

СО2 [32], которые, согласно данным масс-спектрометрического анализа, содержатся в указанных включениях [32]. Методом времяпролетной масс-спектрометрии газов, выделяющихся при лазерном зондировании относительно крупных (размером до [c.27]

Исследуемый образец вводят в систему напуска масс-спектрометра, записывают количество введенного газа и регистрируют ионные токи в диапазоне массовых чисел от 1 до 80. Все интенсивности ионных токов приводят к единой шкале измерений. [c.268]

Описывается масс-спектрометр с двойной фокусировкой для анализа органических веществ с молекулярным весом до 400. Измерение массы ионов можно производить с точностью до 1 100 ООО разрешающая способность прибора равна 10 ООО (при высоте седловины между соседними одинаковыми пиками, составляющей 10% от высоты пика, и ширине щелей источника и коллектора ионов, равной 0,0063 мм). Предусмотрены возможности напуска в масс-спектрометр газов, жидкостей и твердых веществ, имеющих упругость паров не менее 1 мм рт. ст. при 350°. Масс-спектрометр применяется на протяжении последних полутора лет для анализа органических веществ. [c.76]

До спх пор мы рассматривали только такие вводимые в ионизационную камеру масс-спектрометра газы, которые содерн алп молекул лишь одного типа. Одиако можно исследовать реакции п в смеси газов, хотя в этом случае идентифицировать ионно-молекулярные реакции и измерять их скорости более трудно. Так, наиример, мы изучали ряд реакций, в которых ион гидроксония образуется в смесях воды с метаном и водородом. В одной воде мы, как и другие исследователи [1,2 Ь], обнаружили реакцию [c.319]

В настоящем сообщении рассмотрены результаты разработки методов масс-спектрометрии газов и бензинов. [c.214]

Применение Н ЯМР-спектроскопии к анализу нефтяных фракций не получило столь широкого развития, как газо-жидкостной хроматографии или масс-сПектрометрии, что связано со спецификой метода. Так, в сложных смесях,— учитывая и без того небольшой интервал значений характеристических величин, в данном случае химических сдвигов (всего 20 м. д. для протонов из всех возможных классов органических соединений) — близкие по структуре соединения дают лишь уширение сигналов. Дальнейшее усложнение спектров происходит за счет спин-спинового взаимодействия Н-атомов. Применение ПМР-спектров для количественной оценки тех или иных групп обычно затруднено. Так, определить интенсивности сигналов протонов различных алифатических групп трудно в виду их перекрывания. Определение интегральных интен- [c.140]

Электромагнитная радиация, проходящая через вещество, поглощается при определенных энергетических уровнях в молекулах [174]. Существует хорошая интерпретация для результатов, полученных с легкими углеводородными газами и парами в вакуумном ультрафиолете (область Шумана). Цас- и тракс-изомеры легко различаются и идентифицируются [175] были получены значения потенциалов ионизации [176—177] и энергий диссоциации [178], которые хорошо совпадали с данными, полученными с помощью масс-спектрометра. [c.188]

Масс-спектральный анализ в некоторых случаях применяется для анализа углеводородных газов и паров, но главным образом используется как средство для изучения изотопного состава веществ. В последнее время для детального анализа сложных углеводородных и других смесей применяют комбинированные методы хроматографию и масс-спектрометрию, инфракрасную спектрометрию и масс-спектрометрию и др. [c.230]

Другие виды течеискателей, использующие в качестве эталонного газа водород или светильный газ, обладают такой же чувствительностью. Для проверки герметичности применяют также прибор, использующий гелий, который подобен масс-спектрометру. Этот прибор может измерять утечки газов до 10 л -мм рт. ст./с [129 ]. [c.269]

Масс-спектрометры, предназначенные в основном для анализа газов, представляют собой специализированные конструкции, обеспечивающие стабильность газового потока через прибор во время измерений, стабильность температуры системы напуска газа и источников ионов, минимальное остаточное давление в приборе и др. МС-газоанализаторы пригодны для анализа любых газовых смесей, вплоть до самых сложных, содержащих как легкие, так и тяжелые газы, для анализа ионных атмосфер, состава сильно разреженных газовых смесей и т. д. В ряде случаев масс-спектрометры целесообразно сочетаются с газовыми хроматографами, в которых происходит предварительное разделение компонентов, с инфракрасными спектрометрами и т. п. [c.604]

До 1950 г. основное внимание в работах по масс-спектро-метрии уделялось конструированию приборов, особенно ионных источников [4]. Для регистрации малых ионных токов были созданы соответствующие электронные лампы и усилители постоянного тока [5]. Применение электронных схем питания электромагнита и ускоряющего напряжения и конструирование удобных регистрирующих приборов привели к созданию масс-спектрометра с автоматизацией всех основных узлов [6]. Были также решены проблемы напуска газов и летучих соединений. К 1950 г. была в основном решена проблема создания хорошего и быстрого метода расчета результатом. [c.7]

Принципиальная схема масс-спектрометра показана на рис. 99. Накаленная вольфрамовая лента дает пучок электронов. Анализируемое вещество в виде газа или пара вводится в очень малой концентрации, так чтобы его давление имело порядок мм рт. ст. [c.229]

На рис. 8 приведена принципиальная схема радикального масс-спектрометра. Небольшая порция анализируемого газа, содержащего радикалы К и молекулы КХ, вытягивается из реактора / в ионный источник 2 в виде молекулярного пучка, в котором не про- [c.25]

В вакуумной системе масс-спектрометра обычно присутствуют остаточные газы. Основные причины их образования следующие газовыделение из раскаленного катода и материалов вакуумной системы, натекание воздуха вследствие недостаточной герметичности системы, химическое взаимодействие анализируемых веществ со стенками прибора и обратная диффузия в высоковакуумную область эвакуируемых газов и паров. [c.43]

Простейший способ комплексного применения хроматографа и масс-спектрометра [227] заключается в последовательном собирании выходящих из хроматографа индивидуальных фракций, которые конденсируются в ловушке, охлаждаемой жидким азотом газ-носитель откачивается, и фракции после размораживания поступают в ионный источник масс-спек-трометра. При анализе смесей удавалось проводить идентификацию и при неполном разделении смеси в хроматографе. [c.127]

Комбинация газо-жидкостного хроматографа и время-про-летного масс-спектрометра применялась для быстрого качественного и количественного анализов продуктов каталитического крекинга нонана [229]. Крекинг проводился в небольшом реакторе, соединенном дозирующ,им устройством с хроматографом. По мнению авторов, описываемая методика может быть применена для исследования любых термических, фотохимических н каталитических реакций в потоке. [c.128]

Методы анализа основаны на предварительной калибровке прибора по эталонам — чистым образцам и (или) искусственным смесям тех углеводородов, которые могут присутствовать в анализируемом продукте. Анализ жидкостей по инфракрасным спектрам значительно быстрее, точнее и чувствительнее анализа по спектрам комбинационного рассеяния (при фотографической регистрации), но требует наличия эталонов. При анализе газов спектры комбинационного рассеяния пе имеют практического значения. Методы масс-спектрометрии в этой области в общем имеют большие возможности, чем инфракрасные, но при определении индивидуальных алкенов, например бутенов, преимущества на стороне инфракрасной спектроскопии. [c.498]

Современные методы анализа изкокипящих ароматических углеводородов,выкипающих в пределах бензиновых фракций, разработаны достаточно хорошо (метод комбинационного рассеяния света, масс-спектрометрия, газо-жидкостная хроматография и др.) - Труднее анализируются ароматические углеводороды из керосиновых фракций, особенно высококипя-щие. [c.23]

Хотя часто такие соединения не дают пиков М-, но молекулярный вес легко устанавливается по ионам [М—СНз]+, (М—СНгХ]+ или (М—Н]+ (тип Al). (СНз)2Si( H2X)0-производные перспективны для определения пространственной конфигурации стереоизомеров, поскольку сильно различаются по интенсивности ников [М—СН2Х]+ (стереоспецифичность увеличивается в ряду изменения X Hзащитных групп можно отнести то, что при наличии в молекуле-помимо НО-групп легко енолизируемых карбонильных групп получаются полностью или, что хуже, частично производные по енольной группе ОН. Отметим возможности нрименения для анализа (методами масс-спектрометрии, газо- жидкостной и тонкослойной хроматографии) производных спиртов, получаемых по указанному способу , [c.244]

Электроны как отдельные частицы исследовались физиками, занимавшимися изучением электрических разрядов в разреженных 1азах при больших напряжениях. Катодные лучи представляют собой пучок электронов, оторванных от атомов газа. Дж. Дж. Томсон, изучая отклонение катодных лучей в электрическом и магнитном полях показал, что эти лучи образованы отрицательно заряженными частицами, и измерил отношение заряда этих частиц к их массе. Милликен завершил эти исследования, поставив опыт с капельками масла, благодаря которому удалось измерить заряд электрона. В сочетании с результатами Фарадея это позволило вычислить число Авогадро, т. е. число электронов, составляющих 1 Г заряда, или число частиц в моле любого вещества. Масс-спектрометр, потомок газоразрядных трубок Крукса и Томсона, представляет собой современный акаля тический прибор, в котором измеряется отношение заряда к массе любой атомной или молекулярной частицы, несущей на себе электрический заряд. [c.54]

Среди современных методов исследования углеводородов необходимо еще отметить масс-спектрометрию. Под влиянием интенсивной бомбардировки ионами, например положительными, молекула исследуемого вещества разбивается на частицы, заря-жегпше противоположными зарядами. Если эти частицы пропускать через магнитное поле, то они отклоняются от прямого пути, и при одинаковом заряде их скорость пропорциональна их массам. Пр51 помощи масс-спектрометра (рис. 19) ионы группируютсл в серии спектров одинаковой массы число частиц и скорость движения этих спектров регист])ируют прибором. Количества каждой массы рассчитывают по спектрограммам (см. рис. 19). Масс-спектры неодинаковы но только у молекул различного молекулярного веса, но и у изомеров. Метод применяется преимущественно для исследования газов и паров легкокипящих веществ, но был использован также и для изучения более высокомолекулярных углеводородов [2, т. I]. [c.96]

Самым эффективным из современных методов исследования состава слоншых смесей и структуры присутствующих в них компонентов можно считать хроматомасс-снектрометрию, сочетающую огромную разделительную способность газовой хроматографии с высокой чувствительностью и идентификационной мощью масс-снектрометрии (метод ГХ — МС). Для создания этого метода потребовалось решить две главные технические задачи разработать быстродействующие масс-спектрометры с очень большой скоростью развертки спектров (за время, меньшее времени элюирования любого соединения из ГХ колонки) и специальных сепарирующих устройств для концентрирования элюатов. Современные масс-спектрометры позволяют получить спектр вещества в интервале массовых чисел 50—500 за время, меньшее 1 с, при разрешении т/Ът= 500 и более [328, 329]. Отделение большей части (80— 90%) газа-носителя от элюирующихся органических соединений, необходимое для поддержания в масс-спектрометре низких остаточных давлений, возможно с помощью молекулярных сепараторов различных типов струйных [330, 331], эффузионных с тонконорис-тыми стеклянными трубками [332] или металлическими мембранами [333, 334], сепараторов с полупроницаемыми полимерными мембранами (тефлоновой [335], силиконовой [336]) и др. [c.40]

В настоящее время широко [гснользуются также капиллярные колонки. Капиллярные трубки изготовлены из металла нли стекла. Внутренний диаметр капиллярных колонок колеблется в пределах 0,25—0,5 мм, длина от 10 до 200 м. В истинных капиллярных колонках неподвижная фаза находится в виде тонкой пленки на внутренних стенках и не заполняет всего объема. Капиллярные колонки имеют эффективность до 1000 теоретических тарелок на метр длины и в комбииацгиг с масс-спектрометрами позволяют анализировать сложные и многокомпонентные смеси. Нижний температурный предел работы всех колонок ограничивается температурой плавления жидкой фазы. Верхний температурный предел работы колонок в основном ограничивается летучестью жидкой фазы и чувствительностью детектора. Вновь приготовленную колонку обычно необходимо выдержать в течение суток в потоке газа-носителя при температуре, которая на 25° выше максимальной рабочей температуры стационарной фазы. [c.299]

PIOHHO-молекуляркые реакции в неорганических газах известны сравнительно давно. Так, в ионном источнике масс-спектрометра была обнаружена ионно-молекулярная реакция [c.190]

Рассмотренный материал по микробиологическому окислению нефтей нуждался в дополнительных доказательствах того, что нефти типа Б были когда-то нефтями типа А , т. е. они содержали н.алканы и утратили свое химическое лицо вследствие процессов биодеградации. Такие данные были получены при исследовании продуктов пиролиза асфальтенов [31—33]. Было найдено, что асфальтены — остатки не превратившегося в нефть керогена — содержат информацию о всех типах структур, характерных для данной нефти и образовавшихся при ее генезисе. Это оказалось ценным, особенно после того, как было доказано, что углеводородная часть асфальтенов не подвержена микробиологическому окислению [32, 33]. При нагреве (300° С) в течение нескольких часов асфальтены образуют углеводороды ( 20%), газ и нерастворимый в обычных растворителях пиро-битум. Образующиеся углеводороды можно исследовать обычными способами (ГЖХ и масс-спектрометрия). Анализируя углеводороды, полученные из асфальтенов нефтей типа Б, можно определить первоначальный химический состав этой нефти, в том числе такие важные геохимические показатели, как распределение нормальных алканов и изопреноидов, соотношение пристан/фитан, и относительное распределение стеранов и гопанов [33, 34]. [c.247]

Система хронато-масс-спектрометрии включала в себя следующие приборы хроматограф ЛХМ-7А колонка из нержавеющей стали длиной 6 м, внутренний диаметр —3 мм. Неподвижная жидкая аза полиэтиленгликоль — 20 тыс., нанесенный в количестве 7 % на целит-503. Скорость газа-носителя гелия —20мл/мин. Анализ проводили с программированием температуры от 100 да 200 "С со скоростью 2 градуса в минуту. Использовался молекулярный сепаратор на керамических фильтрах с коэффициентом обогащения 60. Масс-спектрометр типа 1306 был оборудован светолучевым осциллографом типа Н-117 и счетчиком ионов СИ-03, температура ионизационной камеры 250° 126]. [c.74]

Анализ сернистых соединений нефтяных дистиллятов сопряжен со значительными трудностями. Строение этих веществ сложнее строения углеводородов, в растворе которых они находятся, а содержание их в нефтепродуктах весьма мало (в среднедистиллятных фракциях высокосернистых нефтей не более 5—7 вес. %). Поэтому ни один из современных аналитических методов не позволяет с исчерпывающей полнотой определить состав нефтяных сернистых соединений. Лишь комбинируя методы определенным образом, удается решить эту задачу. Достоверность результатов во многом зависит от того, как подготовлено сырье для исследования. Насколько важна подготовка материала и насколько она может быть индивидуальна и неповторима для другого сырья, показывает следующий пример. Фракцию 111—150° С нефти месторождения Уассон (США) вначале в изотермических условиях разгоняли на узкие фракции. Из этих фракций специальными комбинированными методами были удалены меркаптаны (опи могли помешать определению соединений других классов). Однако даже такой подготовки оказалось недостаточно. Поэтому узкие фракхщ-подвергли гидрогеполизу. В результате сернистые соединения восстановились до соответствующих углеводородов, которые и были обнаружены методом газо-жидкост-ной хроматографии. Для проверки были проведены параллельные исследования методами ИК- и масс-спектрометрии, которые подтвердили правильность результата основного анализа. [c.75]

Имеется много примеров по гфименению хромато-масс-спектрометрии для анализа других суперэкотоксикантов. Так, N-нитрозамины определяют этим методом в количествах порядка нескольких пикофам-моБ 49,50 . В литературе приведены многочисленные методики определения остаточных количеств ХОП методом ГХ-МС в почве и биоте Основной проблемой анализа соединений типа ДДГ является их разложение или превращение при ионизации электронным ударом с регистрацией положительных ионов, причем превращения типа /]ДТ ДДЭ и ДДТ ДДД наблюдались как в масс-спектромефе, так и в хроматофа-фической колонке (511 Химическая ионизация позволяет исключить нежелательные явления. В качестве газа-реагента обычно используют изобутан [c.269]

Сероводород и дисульфан. Наиболее значительные количества сероводорода содержатся в попутных газах, получаемых при добыче нефтей и ГК. В стабильной части КГК, ОГК, АГК содержатся 410 3,94-10 0,26 мас.% сероводорода соответственно [6, 7]. Содержание сероводорода впервые определено методом масс-спектрометрии отрицательных ионов резонансного захвата электронов (МС ОИ РЗЭ), который оказался наиболее надежным и эффективным, поскольку это прямой метод анализа сероводорода в присутствии других классов соединений серы. Этим же методом впервые обнаружено присутствие дисульфана — НгЗг в ОГК и КГК в количестве 0,868-10 [c.224]

Поскольку области применения прибора чрезвычайно разнообразны и не представляется возможным дать исчерпывающую характеристику его применения для решения различных аналитических задач, мы ограничимся описанием отдельных типичных примеров использования масс-спектрометра для контроля технологических процессов. Один из первых примеров — это контроль работы газофракционирующих колонн деэтанизатора и депронанизатора [22]. Масс-спектрометр для непрерывного контроля одного или нескольких компонентов газового потока применяется в процессе получения ацетилена и этилена путем крекинга природного газа [23]. Этот процесс характеризуется коротким временем контакта, что обусловливает необходимость автоматического контроля скорости потока, температуры и давления в зависимости от состава газового потока. Состав потока контролировался с помощью масс-спектрометра. Отбор проб производился из 19 точек системы, которые подсоединялись к прибору общим трубопроводом. Были изучены состав сырья, зависимость состава крекинг-газа от температуры, эффективность работы диацетиленового скруббера. Определено содержание этилена и ацетилена в циркулирующем газе и эффективность поглощения растворителями ацетилена или этилена. Осуществлен контроль регенерации растворителя и чистоты получаемого продукта. [c.12]

Широкие возможности масс-спектрометра делагог его очень важным и ценным прибором для изучения процессов на пилотных установках. Применение масс-спектрометра для контроля работы установки каталитического рн( юрминга позволило объяснить влияние изменений параметров процесса на характер получающихся продуктов, ускорить выполнение анализов и сократить общую стоимость эксплуатации установки за счет более эффективного использования рабочего времени, разрещнть проблемы, связанные с транспортировкой большого числа образцов в аналитическую лабораторию. Непрерывный отбор проб и периодическое проведение полного анализа газа позволяют получить необходимые данные для снятия материальных балансов. [c.13]

Другим примером применения масс-спектрометра на пилотной установке является использование его для контроля процесса платформинга, в котором осуществляется превращение нафтеновых углеводородов в бензол и толуол [24]. Масс-спектрометрический радиочастотный газоанализатор, используемый для непрерывного определения содержания водяных паров, двуокиси углерода и кислорода (во влажной пробе) в отходящих газах мартеновских печей, был включен в качестве датчика концентраций указанных компонентов в состав системы автоматизации мартеновских печей САМП-61 [25, 26]. [c.13]

Исследуемое вещество в виде газа или пара поступает в ионизационную камеру по обогреваемой трубке напуска. На конце трубки, непосредствепио примыкающем к ионизационной камере, установлены диафрагма и термопара. Такое расположение напускной диафрагмы существенно снижает память масс-спектрометра, так как уменьшает влияние сорбционных процессов на поверхностях, находящихся между ионизационной камерой и напускной диафрагмой. [c.30]

Как правило, масс-спектрометр работает при непрерывной откачке и постоянном натекании газа в прибор. В качестве примера рассмотрим вакуумную систему масс-спектрометра МХ-1303 (рис. 11). Высокий вакуум создается диффузионными парортутными насосами типа ДРН-10 производительностью 7—10 л1сек. Остаточное давление, достигаемое этими насосами при использовании ловушек с жидким азотом, составляет около 2-10 мм рт. ст. Один диффузионный насос используется для откачки источника ионов и прилегающей к нему части камеры анализатора. Остальная часть камеры анализатора и приемник ионов откачиваются другим диффузионным насосом. Дифференциальная система откачки позволяет значительно повысить давление анализируемого газа в источнике ионов, не повышая давления в камере анализатора, что увеличивает чувствительность масс-спектрометра без ухудигения его разрешающей способности. [c.35]

В последние годы чрезвычайно возросла роль хроматографических методов при исследовании органических соединений. Методами хроматографии (особенно газо-жидкостной) были решены многие аналитические задачи количественного анализа, однако проблемы идентификации неизвестных соединений могут быть успешно реигены лишь в сочетании с методами инфракрасной, ультрафиолетовой и масс-спектрометрии [225, 226]. [c.127]

Один из способов расшифровки заключается в непрерывной съемке масс-спектра в широком диапазоне массовых чисел за время, малое по сравнению со временем появления одного хроматографического пика. Это возможно осуществить при использовании динамических масс-спектрометров. Голке [228] скомбинировал газо-жидкостной хроматограф и [c.127]

Авторами проводилось сравнение результатов анализа образцов газообразных продуктов переработки иефти различными методами. На рис, 33 сопоставлены результаты анализа газа, отобранного с верха этановой колонны, которые полученр-. на двух масс-спектрометрах типа Л 1Х-5201, модифицированном приборе МС-1 и хроматографе. Среднее расхождение составляло 6,6 отн.%, максимальное — 22,5 отн.%. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология