Масс-спектрограф спектры

Весьма перспективны методы масс-спектроскопии, основанные на точном измерении масс ионизированных частиц и молекул посредством разделения в пространстве и во времени заряженных частиц, имеющих различные величины отношения их массы к величине заряда. Разделения достигают, пропуская такие частицы через электрическое и магнитное поля. Разделенные в масс-спектрографе пучки частиц различной массы в своей совокупности образуют спектр , фиксируемый на фотографической пластинке в виде ряда отдельных линий. Можно определять содержание примесей в анализируемом образце вещества до 0,0001%. Точность анализа равна 0,1—0,2%. Проводят анализы углеводородов, сталей, газов, нефти. Можно анализировать все смеси (газы, жидкости, твердые), которые в ионизационной камере прибора полностью испаряются без разложения их компонентов. Масс-спектральный метод комбинируют также с хроматографией (см. ниже), инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопией. [c.568]

По месту элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Открытый Д. И. Менделеевым периодический закон позволил ему установить и исправить известные атомные массы многих элементов. Эти числа с течением времени все более уточнялись. Качественный скачок произошел с освоением техники получения масс-спектров с помощью прибора масс-спектрографа. [c.31]

Несомненно, что в ближайшие годы химия инертных газов станет одним из крупных разделов неорганической химии. К изучению этих новых соединений привлечены все современные методы исследования вещества масс-спектрография, кристаллохимия, радиохимия, магнитные измерения, спектры поглощения и комбинационного рассеяния, инфракрасная спектроскопия, рентгенография и др. [c.639]

Весьма перспективен метод масс-спектроскопии, основанный на определении массы (т) или отношения массы к ее заряду mie) и на определении относительного количества ионов, получаемых из исследуемой смеси частиц. Можно точно измерить массы ионизированных частиц на основании данных, полученных при разделении их в пространстве и во времени. Заряженные частицы разделяют, пропуская их через электрическое и магнитное поле. Полученный масс-спектр состоит из отдельных линий различной интенсивности и толщины. Линии регистрируют фотографическим (масс-спектрография) и электрическим способами (масс-спектрометрия). [c.451]

Естественно, что результаты работ по изомеризации во многом зависят от степени точности анализа углеводородных смесей в полученных катализатах. Американские исследователи использовали для этих целей масс-спектрограф точность измерений концентраций отдельных компонентов в этом случае достигает 1%. Мы применили в наших исследованиям методику сочетания спектров комбинационного рассеяния света и инфракрасного, что позволило добиться [c.93]

Точная установка спектроскопа в масс-спектрометрии так же важна, как и в масс-спектрографии, однако нововведения, сделанные группой Нира, работающей в Миннеаполисе, облегчили эту работу использованием умножителя в качестве детектора [742, 1645]. Поскольку чувствительность умножителя очень велика, то постоянные времени связанной с ним электрической схемы должны быть очень малы. Для питания катушек электромагнита используется переменное напряжение, имеюш,ее пилообразную форму импульсов и частоту около 30 гц. Оно же одновременно подается на горизонтальные. Х-пластины катодного осциллографа. Развертка ионного пучка, проходящего выходную щель, осуществляется изменением магнитного поля через определенные интервалы. Ионный ток после усиления поступает на вертикальные У-пластины осциллографа таким образом, что только небольшая часть спектра, порядка одного или двух массовых чисел, появляется на экране. Благодаря этому возможно оценить величину сигнала, ширину и форму пика, что ускоряет процесс настройки и его контроль, а также обеспечивает лучшее понимание эффектов каждой настройки. [c.53]

Первые измерения относительного содержания ионов в масс-спектре были осуществлены Томсоном на его параболическом приборе. Однако большинство ранних определений относительной распространенности изотопов элементов было проведено Астоном с использованием масс-спектрографа. Как будет показано ниже, такой прибор весьма далек от совершенства. Интерпретация полученного спектра не могла проводиться с уверенностью вследствие трудности измерения относительной интенсивности ионных пучков, резко отличающихся по величине, а также затруднений при установлении происхождения слабых линий в спектре, которые могли быть вызваны изотопами с малой распространенностью или примесью. Несмотря на эти затруднения, Астон делал мало ошибок при интерпретации полученных линий, хотя большое число малораспространенных изотопов осталось неоткрытым в течение многих лет. В качестве примера трудности правильной интерпретации спектра может быть приведено исследование железа и цинка. Первые измерения относительной рас- [c.70]

Другим возможным источником ошибки в спектрографических определениях является дискриминация, возникающая вследствие различных траекторий движения ионов разных масс. Ошибка может быть внесена и при калибровке фотопластинки. Воздействие света или рентгеновских лучей на пластинки отличается от воздействия положительных ионов [76]. Поэтому при калибровке обычно используется образец с известным изотопным составом, и линии эталонного и изучаемых образцов возникают на пластинке одновременно. Например, медь (которая обладает изотопами с массами 63 и 65) изучали в присутствии цинка. Относительная распространенность изотопов цинка была определена ранее на масс-спектрометре, и эти данные использовали для калибровки каждой экспозиции в интересующем диапазоне шкалы масс. Точность, достигаемая при подобных измерениях, равна 0,3%. Относительное содержание нескольких изотопов в элементе, используемом в качестве калибровочного, как это у называлось выше, может быть установлено непосредственно при помощи большого числа экспозиций различной продолжительности. Для линии данного изотопа строится кривая почернения, и путем сопоставления времени, необходимого для получения определенной плотности линий различных изотопов, устанавливается их относительная распространенность. Боль- шинство элементов впервые было исследовано этими двумя методами. Ошибки возникают из-за нелинейной зависимости между почернением и экспозицией, а также из-за неравномерной плотности линий на пластинке. Это связано с трудностью оценки интегральной экспозиции, когда почернение не является ее линейной функцией. Чувствительность фотопластинок, используемых в масс-спектрографии, изменяется даже по длине данной пластинки. Для того чтобы, обнаружить и исключить ошибки, вызываемые этим фактором, для каждого спектра обычно несколько раз повторяют экспозиции. [c.73]

Однородность формы пучка является также важным требованием при масс-спектрометрическом определении распространенности. Важно также уменьшить случайные изменения в положении пучка вследствие недостаточной стабилизации потенциалов в приборе. При электрической регистрации изменения интенсивности пучка во времени крайне нежелательны, так как при этом методе весь спектр не измеряется одновременно. Это приводит к необходимости использовать в масс-спектрометрии лишь такие ионные источники, которые обеспечивают стабильный поток положительных ионов, и препятствует применению таких источников, как источник с горячей искрой (которые могут быть использованы в масс-спектрографах). Применение последних возможно только с одновременной регистрацией двух или более массовых пиков на отдельных коллекторах с непрерывным измерением отношений или с непрерывным внесением поправки на колебания, вызываемые источником [776]. [c.73]

В масс-спектрографах, используемых для точного измерения масс, анализа твердых неорганических веществ и др., разделенный пучок попадает на фотопластинку. Быстрые ионы вызывают почернение эмульсии, и в этом случае масс-спектр по виду подобен оптическому линейчатому спектру. [c.34]

Рассмотренные выше методы непрерывной идентификации предусматривают съемку масс-спектра во всем диапазоне массовых чисел при помощи динамического масс-Спектрометра или масс-спектрографа. Одновременно с этим методом развивался метод, основанный на непрерывной регистрации ионного тока, соответствующего определенному отношению массы к заряду величину [c.292]

В статье описаны устройство и характеристики масс-спектрографа с двойной стигматической фокусировкой, достигнутые к моменту издания. Первоначально полученная разрешающая способность порядка 20 ООО оказалась невоспроизводимой. Поэтому были вычислены аберрации изображения и показано, что аберрация, пропорциональная а , настолько велика, что данная разрешающая способность может быть получена только при частичном заполнении всего угла ионными траекториями. В дальнейшем тороидальный конденсатор был заменен новым, в котором выходная поверхность, прежде плоская, получила некоторую добавочную цилиндрическую кривизну. Радиус этой кривизны рассчитан так, чтобы полностью устранить эту самую значительную из аберраций изображения. Теперь оказалось возможным воспроизводимо получать разрешающую способность 25 ООО при высокой интенсивности ионного пучка. Время экспозиции для основных линий спектра составляет около 0,1 сек. [c.20]

В настоящее время для некоторых целей довольно часто используют фотоэлектрическую и фото ионизационную регистрацию, а монохроматоры для вакуумного ультрафиолета начинают применять в качестве ионных источников для масс-спектрографа, в результате энергии диссоциации и ионизации определяются значительно точнее, чем методами электронного удара. Было установлено, что поглощение коротковолновой радиации в верхних слоях атмосферы играет важную роль, и для подтверждения теории происходящих при этом явлений фотодиссоциации и фотоионизации использовались данные по ультрафиолетовым спектрам газов, присутствующих в атмосфере. В области атомных спектров были изучены процессы автоионизации в атомных парах работы проводились на стандартных длинах волн. В настоящем обзоре будет, очевидно, удобнее сначала рассмотреть некоторые экспериментальные данные, а затем обсудить выводы, которые можно сделать на основе этих данных. [c.75]

Масс-спектрометр является прибором, в котором заряженные молекулы газов (ионы) разделяются отклоняющим полем по их массам. По существу он не имеет связи с оптической спектроскопией, но названия масс-спектрометр и масс-спектрограф выбраны по аналогии с прежними приборами, с помощью которых получались фотографические снимки, напоминающие оптический линейный спектр. [c.338]

Масс-спектр может быть также зарегистрирован без сканирования магнитного или электрического полей. В таком случае разделенные пучки ионов направляются на фотопленку в масс-спектрографе), и мерой интенсивности служит степень почернения пленки. [c.160]

Изотопы водорода. При сравнении атомного веса водорода, найденного химическим методом, с его атомным весом, измеренным масс-спектрографом, оказалось, что химический атомный вес водорода немного (примерно на 1/5000) больше найденного масс-спектрографом. Масс-спектрограф, разделяя элемент на изотопы, измеряет атомный вес каждого из изотопов в отдельности, химическими же методами определяется средний атомный вес всех вместе взятых атомов элемента. Можно было поэтому предположить, что расхождение между масс-спектрографическим и химическим атомными весами водорода объясняется присутствием в водороде, кроме атомов с весом- , незначительной примеси атомов более тяжелого изотопа с атомным весом —-2. В таком случае водород должен состоять из большого количества молекул Н с молекулярным весом-- 2, малого количества молекул Н Н с молекулярным весом 3 и совсем незначительной примеси молекул Н с молекулярным весом 4. Чем больше вес молекул, тем менее они подвижны. Это соображение побудило испарять большое количество жидкого водорода, рассчитывая, что в последних каплях его скопятся более тяжелые молекулы Н 2 и Н Н . Остаток был исследован спектроскопическим путем, и в его спектре были действительно обнаружены в [c.257]

Открытие масс-спектра относится примерно к 1914 г., когда Дж. Дж. Томсоном при исследовании положительных (каналовых) лучей было обнаружено, что вновь открытый элемент — неон — должен состоять из двух элементов, одного с атомным весом 20 и другого с атомным весом 22. Спустя шесть лет Астоном был создан масс-спектрограф и было доказано, что обычный неон действительно состоит из двух изотопов. Это открытие полои нло начало интенсивной работе, которая в конце концов привела к измерению масс изотопов всех устойчивых элементов и к установленшо физической шкалы атомных весов. [c.335]

Основной недостаток применения динамических масс-спек-грометров в качестве хроматографического детектора заключается в сравнительно низком качестве измерения отношений интенсивностей линии, получаемых при быстрой съемке спектра, и относительно низкой чувствительности. Эти недостатки были исключены при использовании в комбинации с хроматографом масс-спектрографа высокого разрешения [233, 234]. На одной пластинке можно зарегистрировать до 30 спектров, что позволяет расшифровать довольно сложную смесь. При этом для каждого хроматографического ника получают наи" более полную масс-спектрометрическую информацию. [c.128]

Современные масс-спектрографы — более точные и сложные приборы и отличаются по конструкции от прибора, использованного Астоном, но идея метода сохранилась. Ионизированные атомы и молекулы веществ разделяют в электрических и магнитных полях по отношению заряда иона к его массе [пе1М) и раздельно регистрируют. На фотопластинке получается изображение масс-спектра, в котором каждому пятну, образующемуся при ударе иона, соответствует определенное значение пе/М. Положение пятен на пленке позволяет судить о массе ионов (атомов). [c.31]

Основным физическим методом, использованным при открытии изотопов стабильных элементов, стал метод катодных лучей, впервые применённый для анализа масс элементов Дж.Дж. Томпсоном — метод парабол [5. Исследуя газовую составляющую воздуха, Томпсон в 1913 году впервые наблюдал раздвоение на фотопластинке параболы, описывающей массы атомов инертного газа неона, что было невозможно объяснить присутствием в катодных лучах какой-либо с ним связанной молекулярной составляющей. Война прервала эти работы, но сразу с её окончанием Ф. Астон, работавший до войны с Томпсоном, вернулся к этой тематике и, критически пересмотрев метод парабол, сконструировал первый масс-спектрограф для анализа масс изотопов, имевший разрешение на уровне 1/1000 [6. В 1919 году он использовал новый прибор для исследования проблемы неона и показал, что природный неон является смесью двух изотопов — Ые-20 и Ме-22 [7], так что его химический атомный вес 20,2 (в единицах 1/16 массы кислорода), отличный от целого числа 20, можно объяснить, предполагая, что естественный неон — смесь двух изотопов, массы которых близки к целым числам, смешанных в пропорции 1 10. Тем самым Ф. Астон впервые убедительно экспериментально доказал принципиальное существование изотопов стабильных элементов, которое уже широко дискутировалось в то время в теоретических работах В. Харкинса в связи с проблемой целочисленности атомных весов [8]. Получив прямое подтверждение существования изотопов неона, Астон вскоре на том же приборе, развивая успех, показал сложный изотопный состав хлора, ртути, аргона, криптона, ксенона, ряда галогенов — иода, брома, нескольких элементов, легко образующих летучие соединения — В, 51, Р, 5, Аз, и ряда щелочных металлов — элементов первой группы таблицы Менделеева. Он также зафиксировал шкалу масс ядер, положив в её основу кислород (0-16) и углерод (С-12), в то время считавшихся моноизотопными, и провёл сопоставление их масс. К концу 1922 года им были найдены наиболее распространённые изотопы около трёх десятков элементов (см. табл. 2.1), за что 12 декабря 1922 года он получает Нобелевскую премию. Несколько раньше (1920) он, проанализировав первый экспериментальный материал, формулирует эмпирическое правило целочисленности атомных весов изотопов в шкале 0-16 [9]. В 1922 году в исследовании изотопов к нему присоединился А. Демпстер, предложивший свой вариант магнитного масс-спектро-метра с поворотом исследуемых пучков на 180 градусов [10]. Он открыл основные изотопы магния, кальция, цинка и подтвердил существование двух изотопов лития, найденных перед этим Ф. Астоном и Дж.П. Томпсоном (табл. 2.1). [c.39]

Исследования с помощью масс-спектрографа показали, что элементы в большинстве случаев являются смешанными , т. е. состоящими из смесей нескольких изотопов. Наибольшее число последних —десять —было Рис. XV1-7. Спектря - 7 масс аргона и крип- [c.501]

Принципы масс-спектромет-рии были разработаны н усовершенствованы Астоном, Пиром, Бейнбриджем и др. Метод базируется на различной степени искривления в магнитном поле траекторий заряженных частиц различной массы. Принципы конструкции масс-спектрографа и примеры масс-спектров будут приведены в гл. 6. Здесь же кратко будут изложены принципы электромагнитного метода разделения изотопов. [c.44]

Начало развитию М.-с. положено опытами Дж. Томсона (1910), исследовавшего пучки заряженных частиц, разделение к-рых по массам производилось с помощью электрич. и магн. полей, а спектр регистрировался на фотопластинки. Первый масс-спектрометр построен А. Демпстером в 1918, а первый масс-спектрограф создал Ф. Астон в 1919 он же исследовал изотопич. состав большого числа элементов. Первый серийный масс-спектрометр создан А. Ниром в 1940 его работы положили начало изотопной М.-с. Прямое соединение масс-спектрометра с газо-жидкостным хроматографом (1959) дало возможность анализировать сложные смеси летучих соед., а соединение с жидкостным хроматографом с помощью термораспылит. устройства (1983)-смеси труднолетучих соединений. [c.658]

Масс-спектрометрия (масс-спектрография, масс-спектроскопия) — метод исследования вещества по спектру (набору) масс атомов и молекул, входящих в его состав. Метод заключается в том, что ионизированные атомы и молекулы вещества разделяют в электрических и магнитных полях по величине отношения массы к заряду иона (mie) и раздельно регистрируют на соответствующих приборах (масс-спект-ро.метрах). Из полученного масс-спектра находят величины масс и относительное содержание компонентов в исследуемом веществе. М.-с. применяют для точного определения масс ядер, анализа изотопного и химического состава вещества, уста-навлении структуры молекул и др. [c.80]

Подробный структурно-групповой анализ насыщенных фракций 290—450° С калифорнийской нефти был произведен с помощью масс-спектрографии совместно с другими методами Л. Лин-деманом (1969 г.) с целью дать более полную картину молекулярного состава этих фракций. Для предварительного разделения фракций были использованы хроматография и термодиффузия. Масс-спектры узких фракций изопарафиновых и нафтеновых углеводородов определялись также для нефти Понка Сити (М. Л1ейр и др., 1962). [c.256]

Ни один из описанных выше приборов не обеспечивает фокусировку по скоростям и по направлению. Идея создания прибора с двойной фокусировкой принадлежит Барткп и Демпстеру [130], которые показали, что эта фокусировка выполняется при отклонении я/]/2 радиан в скрещенных магнитном и электрическом полях. Упомянутое выше устройство [246] обладало тем недостатком, что оно позволяло получить лишь ограниченную часть масс-спектра. Поэтому, когда были открыты другие методы получения двойной фокусировки, они вытеснили системы скрещенных полей. Ряд приборов, позволяющих получить двойную фокусировку первого порядка, находились в стадии конструирования, когда Герцог и Маттаух [873, 1326] опубликовали полную теорию получения двойной фокусировки при использовании радиального электростатического поля (для которого имеется следующая зависимость между радиусом-вектором г и потенциалом У г) г-д]/ г)1дг = сот ) и однородного магнитного поля, обладающего прямолинейными границами. Все опубликованные описания масс-спектроскопов с двойной фокусировкой могут быть рассмотрены как частные случаи выведенного ими уравнения. Был опубликован и ряд других работ, посвященных фокусировке в масс-спектрографах [286, 464, 858-860, 997]. [c.24]

Еверинг и д Увиль [5] повторили опыты Пайнса и др. [8] по изомеризации пентанов и получили существенно отличные данные. В этой работе катализатором служил хлор истый алюминий, анализ продуктов реакции проводился с помощью масс-спектрографа и инфракрасных спектров. Условия опытов и результаты приведен,>1 в табл. 29. [c.350]

Из большего числа узких фракций, содержащих ароматические углеводороды, с применентем масс-спектрографа была изучена одна фракция, для которой был установлен групиовой состав. В результате этого исследования было найдено, что чисто ароматических моноциклических углеводородов в этой фракции содержится около 11%, а все остальные ароматические углеводороды имеют в своем составе нафтеновые группы. Было найдено также )1екоторое количество алкилнафталинов. Некоторые дополнительные данные были получены в результате изучения спектров поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях. [c.442]

В первом разделе рассматриваются масс-спектрометры и масс-спектрографы с большо11 разрешающей силой. Во втором разделе собраны доклады, посвященные масс-спектрометрическому анализу веществ в твердом состоянии (анализ изотопного состава лития, свинца и кадмия изучение поверхностной ионизации серебра и меди количественный и качественный анализ примесей в сталях, магнии, алюминии, меди, графите и кремнии). Большое место занимает раздел Применение масс-спектрометров в органической химии анализ тяжелых нефтяных масел, анализ коррозионно-активных газов на атомных предприятиях. Ряд докладов посвящен теоретическому истолкованию масс-спектров сложных органических соединений. [c.4]

Для анализа более широких фракций или для получения более точных данных применялась комбинация различных методов анализа- спектральных, химических и метода масс-спектроскопии. Наилучший результат может быть получен, если определение общего содержания веществ данного молекулярного веса вести на масс-спектрографе или методом дистилляции, а анализ изомеров вести по инфракрасным спектрам поглощения. При таком анализе дистилляция как метод предварительного разделения является необходимой. Большой интерес представляют также разрабатываемые в последнее время методы хроматографического и термохроматографического разделения газовых смесей. [c.424]

Использование спектрографов для вакуумного ультрафиолета в соединении с масс-спектрографами было в дальнейшем развито Хюрцелером, Инграмом и Моррисоном [77]. Потенциалы появления исходных ионов и их различных осколков могут быть определены со все возрастающей точностью методами фотоионизации (вместо методов ионизации при помощи электронов). Подобная работа проводилась Ви-лисовым, Курбатовым и Терениным [78], которые сравнивали эффект использования электронов и фотонов на некоторых алифатических и ароматических аминах. Вообще под влиянием удара фотона получается несколько осколков в обоих случаях дробление иона состоит главным образом в отщеплении водородных атомов. В случае бензилалеина был найден спектр флуоресценции NH,, который, однако, отсутство- [c.95]

Воздействуя на анодный луч в специально сконструированнам аппарате — масс-спектрографе электромагнитными и электростатическими полями, можно сортировать анодные частицы по массе так, что частицы большей массы будут собираться в одной точке поставленной на пути частиц фотопластншки ближе к центру ее в Силу большей инерции, а частицы с меньшей- массой — в другой точке, более удаленной от центра пластинки. По проявлении пластинки в этих точках появятся пятна, тем более темные, чем больше содержалось в анодном пучке частиц с данным численным значением маосы. Такие (фотографви называются масс-спектрами. [c.50]

Приборы, в которых массовый спектр регистрируется фотографически, сбычно называют масс-спектрографами. [c.9]

Воздействуя на анодный луч в специально сконструированном аппарате — масс-спектрографе электромагнитными и электростатическими полями, можно сортировать анодные частицы по массе так, что частицы большей массы будут собираться в одной точке, поставленной на пути частиц фотопластинки ближе к центру ее в силу большей инерции, а частицы с меньшей массой — в другой точке, более удаленной от центра пластинки. По проявлении пластинки в этих точках появятся пятна, тем более темные, чем больше содержалось в анодном пучке частиц с данным численным значением массы. Такие фотографии называются масс-спектрами. Масс-спектр неона, когда он был впервые получен Томсоном, представил собой неожиданное зрелище. В той точке пластинки, где должны были бы собираться анодные частицы, если бы атомы неона в самом деле имели приписываемый неону атомный вес 20,2, никакого затемнения пластинки не обнаружилось. Зато вместо ожидаемого одного пятна на ней появились два одно более слабое — ближе к центру пластинки, а другое более темное — дальше от центра. Таким образом, неон состоит из двоякого вида атомов с массой согласно расчету, в 20 и в 22 кислородных единицы первых в неоне содержится значительно больше, чем вторых (судя по большей интенсивности отвечающего им пятна), поэтому среднестатический или химический атомный вес неона (20,2) ближе к 20, чем к 22. [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология