Измерение давления в масс-спектрометр

По изменению высоты пиков, измеренных на масс-спектрометре, всегда можно при помощи уравнения (3) найти значение Р. Если Р не зависит от начального давления реагента, то гетерогенная реакция имеет первый порядок и экспериментальные результаты легко описываются уравнением типа Аррениуса Р=В ехр (—ЕШТ). В некоторых случаях значение Р, найденное из уравнения (3), зависит от давления реагента, тогда Р уже нельзя выразить в простой форме через измеряемые величины и результаты лучше описывать другими способами. Если реакция имеет порядок /2, то Р уменьшается при увеличении начального давления р1 реагента для реакции второго порядка Р увеличивается с ростом р1. [c.546]

Количественные измерения в масс-спектрометрии проводят по току, фиксируемому детектором, или по почернению фотопластинки. В первом случае расчеты основаны на том, что пик ионного тока I пропорционален содержанию компонента или его парциальному давлению [c.282]

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]

При молекулярном натекании исследуемой пробы парциальное давление каждого компонента в ионизационной камере не зависит от присутствия других компонентов и пропорционально только парциальному давлению этого компонента в исходной смеси. Градуировка масс-спектрометра сводится к снятию масс-спектра каждого компонента и к измерению давления в напускном баллоне, тогда как при вязкостном натекании для градуировки нужно использовать смесь, близкую по составу к анализируемой. Основной недостаток системы с молекулярным натеканием — быстрая убыль давления легких [c.37]

Масс-спектрометрия (разд. 1.9.1) — наиболее подхо- дящий метод для определения молекулярных масс. Однако некоторые большие молекулы распадаются на фрагменты и не образуют молекулярных ионов. Для таких соединений измерение осмотического давления — выход из положения. [c.204]

При измерении малых давлений необходимо учитывать, что в вакуумной аппаратуре обычно присутствует смесь газов и паров, сумма парциальных давлений которых равна общему давлению. Измерение парциальных давлений хотя и возможно, но трудно осуществимо (необходим масс-спектрометр или масс-фильтр). Манометры для работы в интервале 10- —10- мм рт. ст., действие которых основано на зависимости теплопроводности, трения [c.79]

Для измерения парциальных давлений газа в интервале, отвечающем СВВ, можно использовать масс-спектрометрический анализ. Выпускается ряд небольших масс-спектрометров (в виде приставок) с магнитным, время-пролетным и квадрупольным анализаторами. В большинстве случаев наиболее пригоден анализатор последнего типа, так как он не требует применения массивного магнита, высокочувствителен и обеспечивает быструю запись масс-спектра. [c.344]

Измерения независимых от времени профилей температуры и состава в различных сечениях, перпендикулярных направлению распространения пламени, обеспечивают получение информации, необходимой для количественных исследований реакции водорода с кислородом при высоких температурах. Изучение структуры пламени в основной и вторичной зонах реакции проводится разнообразными экспериментальными методами с помощью термопар, масс-спектрометров (измерения концентраций стабильных реагентов), спектрометров ЭПР и различной оптической аппаратуры (измерения концентраций промежуточных частиц). Разбавление смесей и понижение давления ниже атмосферного приводит к относительно низким температурам продуктов горения, ЧТО соответствует малым скоростям всего процесса горения и обеспечивает пространственное разрешение, достаточное для экспериментальных измерений в основной зоне реакции. [c.189]

Другие ошибки в определениях относительной распространенности могут возникать при повышенных давлениях в области источника. Например, для водорода, свободного от дейтерия, при высоких давлениях наблюдается пик, соответствующий Н3. Подобные ионы могут быть легко распознаны, так как они образуются в процессе столкновения с нейтральными молекулами газа, и поэтому интенсивность их пиков изменяется с изменением давления более быстро, чем интенсивность Н [223]. При очень низких давлениях интенсивность пика иона Щ пропорциональна квадрату величины давления. ТаКим. образом, при измерении относительного содержания НО /Н в масс-спектрометре с разрешающей способностью, недостаточной для разделения Нз и НО, необходимо измерить отношение масс 3 и 2 в широком диапазоне давлений и экстраполировать величину отношения к нулевому давлению. Сходные взаимодействия между протонами и нейтральными молекулами наблюдаются для многих органических молекул, особенно сложных эфиров и нитрилов, что может привести к ошибкам измерения относительной распространенности изотопов-по пикам молекулярных ионов. Эти и другие ионы, образованные в процессе столкновений, будут рассмотрены ниже. [c.79]

Несмотря на невозможность полного описания высоковакуумных систем, применяемых в различных масс-спектроскопах, этот вопрос не может быть совершенно обойден в настоящей монографии. Необходимо подчеркнуть, что успешная работа масс-спектрометра в известной степени зависит от правильного понимания факторов, связанных с получением высокого вакуума и с ограничениями, налагаемыми характеристикой оборудования, которые не позволяют получить желаемую степень разряжения. Следует сослаться на ряд ценных книг по высоковакуумной технике [1317, 1677, 2197], где рассмотрены типы форвакуумных и диффузионных насосов, с помощью которых достигается предельное давление, приборы измерения давления и принципиальное устройство охлаждаемых ловушек и вакуумных линий. Выбор материала для построения вакуумной системы связан с областью применения данного прибора и с обеспечением возможности быстрого ремонта и модификации в процессе работы. Сложность системы, используемой для введения образца, зависит от разнообразия проблем, изучаемых на этом приборе. Например, проблемы, связанные с анализом твердых материалов при использовании источников с поверхностной ионизацией, требуют совершенно иной аппаратуры по сравнению с анализом очень малых количеств газовых образцов. Ввиду того что привести детальное рассмотрение всей области применения невозможно, следует сконцентрировать внимание на требованиях, предъявляемых к системам для исследования образцов промышленности органической химии. [c.144]

Большинство металлов, за исключением меди, требуют более жесткого теплового воздействия для удаления газа, который может выделяться во время проведения эксперимента. С нагретого вольфрамового катода удаляется газ по объему (измеренному при атмосферном давлении), в 10 раг превышающему объем катода 1556] большая часть этого газа представлена окисью углерода и водородом. Эти же вещества в большом количестве выделяются при нагревании никеля и стали выше 1000°. Если такие металлы будут обезгаживаться при нагревании лишь до температуры, применяемой для стеклянных частей прибора, то из них будут выделяться указанные выше газы при бомбардировке электронным или ионным пучком, хотя эта бомбардировка не приводит к сильному повышению температуры. Особенно много затруднений связано с выделением газа в ионизационной камере оно также имеет место в ионизационных вакуумных манометрах хорошо известно, что остаточный пик, соответствующий массе 28 (в основном СО" ), может быть уменьшен при выключении этих манометров. Пучок положительно заряженных ионов в масс-спектрометре может также вызвать обезгаживание поверхностей. Действительно, при использовании системы, отключенной от насосов (как это имеет место при анализе остаточных газов в вакуумной системе), ускоряющее напряжение должно включаться лишь на время проведения измерений, чтобы тем самым снизить количество газа, выделяемое действием пучка [1689]. [c.146]

Во многих случаях, когда не требуется достижения наибольшей чувствительности, при комбинировании масс-спектрометра и газо-жидкостного хроматографа хроматограф может быть использован как часть системы напуска [761, 762]. При этом применяется устройство, показанное на рис. 88. Для уменьшения инерционности измерения масс-спектрометрический молекулярный натекатель помещают в поток газа, выходящего из хроматографа. Давление у натекателя устанавливают регулирующим игольчатым вентилем, врезанным в трубку, ведущую к насосам. Для регистрации выхода образца из колонки используют вспомогательный детектор. В таком устройстве образец сильно разбавляется газом-носителем, что снижает чувствительность. Однако при этом может быть быстро исследовано большое число последовательно выходящих компонентов. Было показано, что даже с применением регистрирующего потенциометра масс-спектр в диапазоне, например, 100 единиц масс может быть записан в течение 2 мин. Это время должно быть короче времени выхода каждого компонента из колонки, чтобы концентрация образца не изменялась значительно в период съемки спектра. Холмс и Моррелл [962] осуществили более быструю запись масс-спектра, применив для регистрации компонентов катодный осциллограф. Естественно, чувствительность обнаружения уменьшается с увеличением скорости срабатывания. Мгновенная концентрация образца в выходящем газовом потоке тем больше, чем короче время задержки в колонке, следовательно, это время не обязательно должно увеличиваться. Максимальное парциальное дав- [c.198]

Многие соединения, исследованные в масс-спектрометре, дают осколки заряженные или незаряженные, происхождение которых не может быть объяс-нено простым разрывом связей в молекулярном ионе. Эти ионы возникают в результате перегруппировок атомов в момент диссоциации. Иногда в спектре встречается пик ионов, о котором нельзя с достаточной уверенностью сказать, обусловлен ли он примесями или межмолекулярными реакциями. В случаях, когда такие пики могут быть достаточно интенсивными (иногда даже максимальными в спектре), они, конечно, принадлежат основному компоненту. Молекулярный вес соединения, ответственного за образование данного пика, может быть получен на основании измерения скорости его разложения в процессе эффузии образца. То, что такие пики действительно образуются при внутримолекулярных процессах, следует из постоянства их относительной интенсив-. ности при изменении давления образца для образования такого пика требуется сравнительно высокая энергия электронов, а исчезает он обычно при энергиях ниже 20 эв. [c.268]

Использование в масс-спектрометрии исследуемого вещества в виде разбавленных растворов представляет собой проблему, справиться с которой значительно труднее, чем при измерении спектров в ультрафиолетовой или инфракрасной областях. Методы абсорбционной спектроскопии позволяют пользоваться очень разбавленными растворами, если измерения проводить в сравнительно больших кюветах. Однако подобный прием непосредственно нельзя перенести в масс-спектрометрию, так как вспрыскивание очень большого количества пробы приведет к повышению давления в ионном источнике, который перестанет нормально работать. Другими словами, существует верхний предел общего количества вводимого в прибор вещества, и если исследуемый компонент присутствует в слишком низкой концентрации, то в наблюдаемом масс-спектре будут представлены очень сильные пики растворителя и чрезвычайно слабые пики растворенного вещества. Очевидно, что в таких случаях следует или сконцентрировать раствор, или, что еще лучше, полностью удалить растворитель. [c.305]

Масс-спектрометр используют не только для обнаружения течи, но и во многих других областях, например для изучения газов при очень малых давлениях. Масс-спектрометр секторного типа представляет собой удобную конструкцию, широко] используемую для решения различных задач [915]. Например, изучение диффузии гелия через стекло [1522], обезгаживание металлов [887]. Условия работы и системы напуска, позволяющие работать с очень малыми количествами образца, были описаны в гл. 5. Однако во многих случаях более пригодны другие типы масс-спектрометров. Эдвардс [568] рассмотрел применение различных типов масс-спектрометров в исследованиях высокого вакуума. В некоторых случаях большими преимуществами обладает омегатрон благодаря высокой чувствительности в сочетании с малыми размерами, простой конструкцией и возможностью работы при высокой температуре. Это делает его пригодным для исследования вакуумной аппаратуры, в которой Возможна высокая температура. Альперт и Бюритц [40] использовали омегатрон в качестве манометра для измерения давления (чувствительность сопоставима с чувствительностью ионизационного манометра) при исследовании остаточного давления, которое может быть получено в стеклянной аппаратуре. Омегатрон имеет то преимущество, что при его помощи можно провести анализ остаточных газов, причем вакуум ограничивается диффузией гелия через стеклянные стенки системы. Это было сделано в изолированной вакуумной системе. В исследуемом спектре остаточный пик гелия увеличивался с течением времени, а пик, отвечающий азоту, не изменялся. Альперт и Бюритц получили для Не ток 2-10 а, соответствующий парциальному давлению гелия 5-10 мм рт. ст. Омегатрон использовали также при очень низких давлениях для определения веществ, образующихся в вакууме при работе масляных диффузионных насосов, с целью установить, состоит ли остаточный газ из продуктов десорбции или образован при разложении масла диффузионных насосов [1676], При помощи этого прибора измерялось также выделение кислорода с поверхности, покрытой окислами бария, стронция и магния, под действием бомбардирующих электронов, как функция энергии и плотности бомбардирующих электронов [2125]. Из полученных результатов следовало, что имеет место двухступенчатое электронное возбуждение твердых веществ, связанное с диссоциацией. Некоторое количество кислорода выделяется при очень низких энергиях электронов, вероятно, благодаря десорбции. [c.496]

Для контроля и измерения этих параметров вакуумную систему снабжают преобразователями давления, масс-спектрометрами, потокомерами и другими измерительными приборами. [c.265]

Для обнаружения анализируемых компонентов в ВЭЖХ широко применяются устройства, работа которых основана на измерении поглощения в ультрафиолетовой области, флуоресценции или электрохимических характеристик. Возможно также сочетание жидкостного хроматографа с масс-спектрометром (39). Несмотря на то, что наиболее универсальным детектором является рефрактометр, его невысокая чувствительность и селективность, несовместимость с градиентами давления привели [c.272]

В типичном масс-спектрометре проба вводится в вакуумную камеру в виде паров или газа. Следовательно, твердые вещества или очень высококипящие жидкости (с температурой кипения > 250°С), как правило, не могут быть подвергнуты анализу с использованием обычного масс-спектрометра. Давление внутри масс-спектрометра приблизительно в миллиард раз ниже нормального атмосферного давления, таким образом непрерывный ввод пробы при оп-1те-анализе представляет достаточно сложную техническую задачу. Для того чтобы поддержать низкое давление в масс-спектрометре без перегрузки его вакуумных насосов, необходимо использовать специальный ограничитель потока. Существует четыре способа подключения масс-спектрометра к котро-лируемым технологическим линиям капиллярный ввод, молекулярное натекание, пористая прокладка и мембранное соединение. После того как проба введена в масс-спектрометр, она ионизируется в ионизационной камере. Наиболее общий метод ионизации — ионизащя электронным ударом. Следующей стадией за ионизацией молекул пробы является разделение заряженных частиц в соответствии с их массой. Эта стадия в приборе выполняется в масс-анализаторе. Различают два основных типа масс-анализаторов, используемых в масс-спектрометрах для промышленного анализа магнитные и квадрупольные масс-анализаторы [16.4-32,16.4-33]. Магнитные анализаторы обычно дают наиболее стабильные показания. Масс-спектрометры, способные проводить измерения ионов с массой более чем 200 атомных единиц массы (а.е.м.), обычно имеют квадрупольные анализаторы, поскольку они менее дорогие и более компактные по сравнению с магнитными анализаторами. [c.661]

Величина А х равна работе, которая должна быть затрачена для удаления электрона от иона галогена эта величина известна под названием сродства электрона к атому. Ее можно онределить измерением равновесных концентраций М, X и X, например с помощью масс-спектрометра, в струе пара соли, испускаемой накаленной вольфрамовой нитью ]24]. В четвертой стадии конденсируется пар металла Ьш — теплота сублимации металла, определяемая по изменению давления нара в зависимости от телшературы (гл. XV). На пятой стадии происходит соединение двух атомов галогена в газовой фазе с образованием, одной молекулы О — выражает энергию диссоциации молекулы (гл. X и XX). В шестой стадии газообразный галоген конденсируется, переходя в кидкое или твердое состояние Lx, — теплота испарения или сублимации на 1 г-моль. Последней стадией является соедпнение твердого металла и кристаллического (или жидкого) галогена в кристаллическую соль. представляет теплоту, выделяющуюся при этой химической реакции. Из перечисленных семи стадий складывается замкнутый круговой процесс, к которому можно применить уравпение, выведенное в гл. VI [c.495]

Радиальное и аксиальное распределения давления илазмы в целом и ее компонентов влияют на разделенне изотопов, процессы диффузии и внутренний массовый поток. Локальные измере ния, выполняемые с помощью зондов, иапример датчиков давления или масс-спектрометра, должны проводиться без возмущения плазмы. На рпс, 7.6 показаны радиальные профили давления N6, измеренные зонда.ми в плоскости анода. Центробежная долина в распределении давления в некоторой степени заполнена хол-ловским гребнем . С увеличением В эта долина становится глуб-л<е, а гребень выше и уже. Такое поведение хорошо соответствует [c.284]

Энергия гидратации. Энергию, выделяющуюся при взаимодействии отдельного иона с молекулами воды, определяют путем измерения при различных температурах и давлениях распределения молекулярных масс гидратированных ионов, образующихся в газовой фазе при взаимодействии иона с парами воды. Соответствующий прибор в сочетании с масс-спектрометром после преодоления ряда технических трудкостей был разработан Кебарле с сотрудниками. Однако число ионов, для которых можно использовать этот метод, ограничено. Экспериментальные данные приведены на рис. 4.8. Для ионов щелочных металлов, ионов галогенидов и других абсолютное значение АНщп) непрерывно уменьшается с ростом п, и нет никаких расхождений с числами гидратации, определенными рентгенографически и методом ЯМР. Очевидно, что у этих ионов первая и вторая гидратационные сферы энергетически не отличаются. [c.213]

Настройку прибора выполняют с помощью калиброванной течи при отключении системы измерения вентилем 6 от остальной части системы контроля, показанной на рис. 3.5. При закрытом вентиле 14 насосом масс-спектрометра 15 откачивают его камеру до рабочего давления, включают масс-спектрометр и фиксируют фоновый сигнал, определяемый наличием гелия в атмосфере и нестабильностью работы прибора. Фбновый сигнал наблюдают в течение 5 мин и регистрируют его среднее о, максимальное тах и минимальное ат п значения. Эти величины фиксируют также в процессе дальнейших испытаний в отсутствие пробного газа. [c.85]

Интерпретация результатов. Потенциал разбаланса моста при измерении теплопроводности пропорционален парциональному давлению какой-либо компоненты в газе-носителе Е = кр. Константа пропорциональности к зависит от разности величин теплопроводности газа-носителя и данной компоненты смеси, геометрической формы и других свойств детектора. Обычно представляют Е как функцию времени при постоянной скорости потока. Пример такого графика приведен на рис. 18.12. Количественное содержание какой-либо компоненты пропорционально площади, ограниченной соответствующим максимумом кривой [18]. В некоторых приборах площадь определяется автоматически специальным интегратором например, нижняя кривая на рис. 18.12. Идентификацию пиков такой записи проводят либо на основе предварительной калибровки по времени появления известных веществ, либо путем сбора эфлюирующих компонент и их анализа каким-либо другим способом. Вследствие этого метод газовой хроматографии представляет собой наилучшее дополнение к методу инфракрасного поглощения или масс-спектрометрии. [c.265]

Диссоциация НгО->N2 +О( Р)—классический пример мономолекулярной реакции. Она была относительно давно изучена в статических и струевых условиях при достаточно низких температурах [66а—в]. При низких температурах сравнительно легко учесть вторичные реакции. Диссоциация исследовалась главным образом при малых давлениях, однако были получены первые указания на переход в область высоких давлений [666]. Использовалось множество разнообразных газов-разбавителей. Относительные эффективности передачи энергии для молекул N20, Не, Ме, Аг, Кг, Хе, О2, N2, СО2, Н2О соответственно равны 1, 1, 0,44, 0,1—0,18, 0,25, 0,15, 0,21, 0,26, 1,2, 1,6. Подробный анализ ранних низкотемпературных данных приведен в работе [66г]. После того как стало возможным проводить эксперименты в ударных волнах, диссоциация ЫгО вновь подробно исследовалась с помощью оптической регистрации реагентов [66д, е] и вре-мяпролетных масс-спектрометров, соединенных с ударными трубами [66ж, з]. Поскольку реакции атомов О с ЫгО имеют высокую энергию активации, они важны только при высоких температурах при низких температурах атомы кислорода расходуются в реакции рекомбинации. До сих пор продолжается Дискуссия [66и] по поводу абсолютных значений констант скоростей реакций 0 + Н20->-2М0 и ОЫгО —> N2-Ь О2. Эти реакции влияют на правильность высокотемпературных измерений ). Экспериментальные результаты, полученные в различных исследованиях, сопоставлены в работах [6, 66з]. С помощью метода адиабатического сжатия дополнительные эксперименты выполнены при температурах, промежуточных по сравнению с температурами в ударных волнах и статических условиях [c.46]

Как правило, для успешной разработки приборов необходимо следующее оборудование I) ряд первичных и вторичных приборов (эталонных и образцовых), а также лабораторные градуировочные установки и контрольные приборы для воспроизведения веса, температуры, напряжения, сопротивления, давления, емкости и газовых постоянных 2) инфракрасный спектрофотометр 3) масс-спектрометр 4) эмиссионный спектрометр 5) хроматограф 6) источники излучения и детекторы 7) прецизиониНе электроизмерительные приборы 8) оборудование для измерения pH, а также характеристик окислительно-восстановительных процессов 9) приборы для химического анализа и 10) электрическое и электронное тест-оборудование. [c.478]

В течеискателе ПТИ-6. применен магнитный электроразрядный вакуумметр, манометр которого ММ-10А находится в камере масс-спектрометра. Питание манометра осуществляется высоким напряжением 4-2500 в и -Ы250 в. Градуировочные характеристики манометра приведены на фиг. 406. Электроразрядный манометр ММ-ЮА работает во внешнем поле, создаваемом магнитом течеискателя. Манометр предназначен для измерения давления в камере. Одновременно он служит датчиком управляющей цепи, автоматически снижающей накал катода 34 Зак. 2/141 , 529 [c.529]

Если к высоковакуумной установке предъявляются высокие требования по герметичности (максимальная величина натекания порядка 1-10 лмк/сек), то для отыскания течей в промышленных установках должен быть применен гелиевый течеискатель. Гелиевый течеискатель представляет собой масс-спектрометр, настроенный на измерение парциального давления гелия. Испытываемый аппарат соединяется с вакуумным пространством течеискателя и обдувается с наружной стороны гелием. При наличии течей гелий проникает в вакуумную систему и через нее попадает в вакуумное пространство течеискателя, который подает сигнал. Наша промышленность выпускает течеискатели типа ПТК-4а и ПТИ-6, в основном применяюш ие ся для отыскания течей в высокоеакуумных системах, к которым предъявляются высокие [c.541]

Ни один из стабильных изотопов кислорода, азота, углерода или водорода не был открыт масс-спектроскопически, хотя первые точные определения распространенности были сделаны именно этим методом. В ранних работах кислород был признан элементом, состоящим из одного изотопа, и масса была выбрана в качестве эталона масс. Открытие в атмосферном кислороде и в результате изучения полос поглощения кислорода было осуществлено в 1929 г. [738, 739]. За этим быстро последовало открытие и С, проведенное также оптическими методами. Дейтерий не был идентифицирован до 1932 г. Первые определения относительной распространенности изотопов кислорода [81], азота [2076], углерода [82] и водорода [224] масс-спектрометрическим методом были осуществлены несколько лет спустя после открытия изотопов. В отличие от ранних работ, где ошибки возникали при обнаружении и интерпретации массовых линий, поздние измерения проводились с применением масс-спектрометра и ионного источника с электронной бомбардировкой. Возросшая точность идентификации ионов, относимых к каждому массовому пику, привела к открытию многих новых изотопов. Примером прогресса, вызванного более широкими возможностями используемых источников, может служить открытие Ниром [1492] изотопов кальция с массами 46 и 48. Более ранняя работа [83] свидетельствовала о наличии изотопов с массами 40, 42, 43 и 44. Для получения ионного пучка Нир испарял металлический кальций в пучок электронов и получил ионный ток больше 10 а для наименее распространенного изотопа кальция ( Са), присутствующего в количестве лишь 0,003% от изотопа <>Са. При изменении температуры печи в пределах, соответствующих 10-кратному изменению давления, пики с массами 46 и 48 оставались в постоянном соотношении к пикам с массой 40. Это доказывало, что указанные выше пики относятся к малораспространенным изотопам кальция, а не вызваны наличием примесей. Дальнейшее подтверждение существования малораспространенных изотопов было получено изменением энергии ионизирующих электронов и установлением зависимости между изменением интенсивности пучка ионов для каждой массы и изменением энергии электронов. В пределах ошибки эксперимента все ионы обладали одним и тем же потенциалом появления и одной и той же формой кривой эффективности ионизации. Сходные измерения были проведены с использованием двухзарядных атомных ионов. На пики с массами 24 и 23 налагались пики, обусловленные примесью магния и натрия. Эти ионы примесей могли быть обнаружены по их гораздо более низкому потенциалу появления по сравнению с потенциалами двухзарядных ионов кальция. Оказалось возможным провести измерение ионов ( Са) , вводя поправку на присутствующие ионы однако более значительные количества < Ыа) помешали определению ионов кальция при этом отношении массы к заряду. [c.71]

Для быстрого удаления образцов очень важен соответствующий прогрев системы. Он имеет особенно большое значение приудалении полярных и других соединений, обладающих упругостью пара при обычной температуре, достаточной для их обнаружения, но не обеспечивающей быструю откачку этого соединения. В этой связи можно отметить, что установившаяся упругость пара соединения в масс-спектрометре определяется наименьшей температурой, при которой образец находится в приборе. Так, образцы, обладающие высокой упругостью пара при комнатной температуре, могут конденсироваться на холодной ловушке вакуумной системы, но все еще обнаруживать заметную упругость пара. При исследовании газообразного хлора упругость паров при температуре жидкого азота (температура холодных ловушек) равна —10 мм рт. ст. Поэтому в спектре фона появятся пики, отвечающие хлору. Изменение уровня охлаждающей смеси в ловушке может вызвать нежелательное повышение остаточного давления, что должно быть исключено во время измерений. [c.80]

Для поисков редких изотопов и установления верхних пределов распространенности гипотетических ядер были сконструированы специальные приборы. Экспериментально определенный изотопный состав элементов может быть использован для проверки гипотез о строении ядра, и точные таблицы распространенности изотопов жизненно необходимы ядерной физике. При рассмотрении разрешающей силы масс-спектрометра наложение, вызываемое пиком соседней массы, обычно выражают в процентах от высоты этого пика, причем наложение порядка 0,1% считается удовлетворительным. Однако когда один пик значительно превосходит соседний по интенсивности, влияние наложения становится более заметным и чувствительность обнаружения малого пика будет определяться не чувствительностью регистрирующей системы, а скорее этим наложением. Хвосты , связанные с пиками, в обычном аналитическом масс-спектрометре асимптотически стремятся к нулю с обеих сторон пика. Большей частью они вызываются разбросом пучка положительных ионов при столкновении с нейтральными молекулами газа. Однако на них оказывает влияние также разброс ионов в пучке по энергии и (при ионном токе 10 а) дефокусирующее действие объемного заряда [145]. Возможность использования любого прибора для измерения распространенности редких изотопов с любым массовым числом М определяется отношением ионного тока, соответствующего массе М, к ионному току, соответствующему массовому числу М . Приборы с простой фокусировкой, используемые обычно для подобных определений, позволяют получить величину этого отношения (чувствительность определения распространенности), равную 10 для массы 100 при наинизшей величине рабочего давления. Таким образом, наложение равно 1% распространенности изотопа, содержащегося в количестве 1 %. Один из путей повышения эффективной чувствительности определения распространенности заключается в концентрировании редких изотопов путем собирания положительных ионов с соответствующим массовым числом на одном масс-спектрометре и изучения концентрата на втором аналогичном приборе. Чувствительность определения распространенности, достигаемая в таком двухстадийном процессе, равна квадрату чувствительности, получаемой на одном приборе, так что мож но ожидать повышения этой величины до 10 . Такие результаты были получены путем последовательного соединения двух магнитных анализаторов масс на специальном приборе, построенном для изучения редких изотопов. У щели коллектора первого анализатора (дискриминирующая щель объединенной установки) ионы получают дополнительное ускорение и входят во второй анализатор. Необходимо отметить, что увеличение разрешающей силы на этой системе исчезающе мало. Первый такой прибор был построен Инграмом и Гессом [1011] энергия ионов в первом анализаторе была равна 1500 эв, а во втором — 10 ООО эв. Позднее Уайт и Коллинз 12162] построили установку, снабженную 20-ступенчатым электронным умножителем и очень чувствительным широкополосным детектором, что позволило получить высокую чувствительность определения распространенности. Этот прибор схематически изображен на рис. 30. Единственный природный изотоп, открытый за последнее десятилетие, был обнаружен при его помощи [2163] большое число элементов исследуется сейчас на наличие неожидаемых изотопов. Во многих случаях были установлены пределы существования данных изотопов, по порядку равные п-10 %. Например, для величин содержания Ыа и Ыа были установлены пределы, равные соответственно <1 10 % и<3-10 % прежний предел содержания этих изотопов был равен <2-10 %. [c.108]

Иногда необходимо проводить измерение образца в масс-спектрометре в некотором интервале температур. В некоторых случаях натекатель может соединять образец с ионизационной камерой, в других давление образца может быть столь низким, что необходимость в натекателе отпадает, и образец соединяется с ионизационной камерой непосредственно линией большого диаметра. Условия применения натекателя рассмотрены Дитцем [495]. При проведении любых измерений обычно работают с ионизационной камерой при определенной температуре, а баллон напуска и натекатель поддерживают при одной и той же (изменяемой) температуре, так что в области низкого давления всегда имеет место градиент температуры. [c.138]

Одним из преимуществ масс-спектрометра является то, что для анализа требуется небольшое количество образца. Большинство экспериментаторов имеет возможность при своих исследованиях вводить в систему напуска от 1 до 10 мг образца и не делают попытки получить остаток образца после проведения измерения. Обычно лишь малый процент образца действительно проходит через ионизационную камеру. При этом давление образца в баллоне напуска изменяется очень медленно в процессе развертки спектра, и в величины интен сивностей пиков приходится вносить очень малые поправки. Таким образом в общем случае в систему напуска вводится гораздо большее количество образца чем это необходимо для проведения анализа. Давление образца в ионизацион ной камере, необходимо для получения масс-спектра, а следовательно, и коли чество образца может быть снижено увеличением чувствительности детектора Высокочувствительный детектор характеризуется высоким отношением чувстви [c.187]

Аналогичные измерения проводились в лаборатории автора, который распространил их на менее летучие органические соединения. Опыты проводились двумя путями. В первом из них использовали обогреваемый резервуар, к которому присоединяли короткую трубку, содержащую образец измерение можно было производить при температуре резервуара около 10°. По другому методу трубку, содержащую твердый или жидкий образец, присоединяли непосредственно к ионизационной камере без натекателя. Метод, при помощи которого можно контролировать температуру образца в процессе измерений, был описан в гл. 5. Указанным методом исследовали разнообразные соединения, включая тетрагидрофуран, хлортолуолы, 1,1,2,2,-тетрафенплэтан, бензилметилкетои и 1-оксиантрахинон. Типичный график зависимости log Р от 1/Т показан на рис. 184. Размеры аппаратуры и диапазон используемых давлений определяют, необходимо ли корректировать результаты на термический эффект, рассмотренный в гл. 5. Поправки не превышают 0,5 ккал/моль [185] и вводятся только при самых низких давлениях. В лаборатории автора скрытые теплоты измеряли масс-спектрометром только для тех образцов, в которых предполагалось наличие примесей. Тот факт, что одно измерение скрытой теплоты может занять прибор на несколько часов, означает, что при наличии многих образцов следует использовать другую аппаратуру. [c.489]

Основные принципы обнаружения течи и различные устройства для измерения давления описаны во многих работах [230, 271, 419, 558, 725, 763, 1036, 1527, 2189]. Такие методы, как измерение скорости возрастания давления в изолированной вакуумной системе, позволяющие обнаружить очень небольшие течи, обладают тем недостатком, что не представляется возможным различать, возрастает ли давление вследствие обезгаживания аппаратуры или его увеличение связано с течью. Поэтому более удобны вакуумные манометры в сочетании с опредагленным газом. Естественно, что масс-спектрометр представляет собой очень удобный течеискатель [271, 302], позволяющий использовать различные газы и летучие жидкости в качестве индикаторов. Действительно, используя для этой цели гелий, при помощи масс-спектрометра можно обнаружить очень малые течи. Трудности в использовании масс-спектрометра [c.493]

Газ, выделяющийся во всех этих стадиях, а также вследствие электронной бомбардировки различных частей трубки, был подвергнут исследованию [15881. Выделение газов из металлов [5681, слюды и геттеров [2099] также исследовалось с использованием омегатрона при давлениях порядка 10 мм рт. с/й. Описано применение омегатрона [1788] для изучения количества кислорода, окиси углерода и азота, адсорбирующихся на вольфрамовом катоде при 300° К, которые выделяются холодной нитью . Омегатрон может быть использован в качестве манометра для измерения давления ионизационный манометр неудовлетворителен для измерения давления кислорода. В работах, связанных с исследованиями верхних слоев атмосферы, радиочастотный масс-спектрометр особенно удобен благодаря своим малым размерам и весу (18421. Несколько таких приборов может быть установлено на одной ракете 1963], и специальные условия, при которых проводилась работа, обеспечили возможность создания очень простых конструкций. Например, при работе на большой высоте можно было устранить вакуумный кожух, системы напуска и с(качную систему, а для изучения ионов, присутствующих в атмосфере, иет необходимости в ионизационной камере. Разрешающая способность прибора была очень мала, поскольку нужно было различать только такие ионы, как N , NO и Oi, поэтому необходимо было иметь три прибора для анализа положительных и отрицательных ионов, а также нейтральных осколков. Описан метод для калибровки по массам [10531 и опубликованы результаты различных измерений арктической ионосферы [1052, 1054, 1188, 1371, 2041]. Было показано, например, что происходит диффузионное разделение аргона и азота на высоте выше 110 км, что при 220 км основными газами являются N2, О, NO и О2 в примерных соотношениях 2,8 2,9 1,4 1. Ионы О не появляются ниже 130 км, но представляют собой основные положительные ионы в спектре на высоте больше 200 км. В Арктике на высоте 200 км плотность атмосферы днем в летний период в 20 раз больше плотности ночью в зимнее время, равной 5-10" г/л . На высоте 100наблюдались ионы О , N0", NO (преимущественно ионы N0 и 0J). Преобладание ионов N0" можно объяснить низким потенциалом ионизации NO (9,5 эе). Ионизационные потен циалы О2 и N2 составляют 12,5 и 15,5 эв соответственно. [c.497]

Масс-спектрометр нашел применение в химии аминокислот и пептидов [73], диагностике работы легких [363], исследованиях липидов [433], измерениях давления газа в крови [468]. Исследовались неконденсируемые продукты фотохимического разложения ацетона в водном растворе аллилового спирта при 2537 A [496]. Ропп, Мелтон и Рудольф [422] изучали фотохимические реакции между муравьиной кислотой и хлором. Масс-спектрометр использовался в качестве детектора для газовой хроматографии [318], а также для определения ряда аминокислот [56]. Трент и Миллер [485] анализировали алифатические кислоты высокого молекулярного веса, а также их метиловые эфиры. Злотовский и Винкель [529] исследовали химические процессы, [c.655]