Анализ масс при помощи магнитного поля

Гипотетический спектр диметилтрифторацетамида- Ы, Ю, приведенный в конце гл. I, мог бы навести на мысль, что спектроскопия ЯМР используется для обнаружения в соединении магнитно различающихся ядер. Это не так, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, с экспериментальной точки зрения такое использование является трудным, если вообще возможным, поскольку условия и методику необходимо изменять для измерения резонансных частот разных ядер. Во-вторых, элементный состав органических соединений можно определить гораздо легче и точнее с помощью других методов, таких, как элементный анализ или масс-спектрометрия. Таким образом, значение спектроскопии ЯМР для химии основывается не на том, что она способна различить элементы, а на ее способности отличить некоторое ядро, находящееся в определенном окружении в молекуле, от других ядер того же типа. Было найдено, что на резонансные частоты отдельных ядер одного сорта влияет распределение электронов в химических связях в молекуле. Поэтому значение резонансной частоты конкретного ядра зависит от молекулярной структуры. Если для демонстрации этого явления выбрать протон, то в спектре такого соединения, как бензил-ацетат, например, будут присутствовать три различных сигнала от протонов фенильного ядра, метиленовой и метильной групп (рис. П. 1). Этот эффект вызван различным химическим окружением протонов в молекуле. Его называют химическим сдвигом резонансной частоты или просто химическим сдвигом. Таким образом, в поле 1,4 Т протонный резонанс происходит не при [c.29]

Разработана установка (рис. 17), с помощью которой можно одновременно записывать кривые ДТА, ТГ и осуществлять анализ выделяющейся газовой фазы с помощью масс-спектрометра типа квадрупольного масс-фильтра, который упрощает измерение по сравнению с обычным масс-спектрометром магнитного поля. [c.35]

Идея фокусировки ионов по скоростям впервые была выдвинута Фаулером и осуществлена Астоном и Фаулером (1922). В то время обычно использовали газоразрядные источники ионов, в которых образовывались заряженные частицы с широким разбросом энергий. Чтобы получить масс-спектр, необходимо при помощи отклоняющего электростатического поля предварительно выделить ионы одной энергии, а затем этот моноэнергетический пучок анализировать по массам в магнитном поле. Поскольку линии масс-спектра должны быть четкими, диапазон энергий для анализа приходится предельно сужать. К сожалению, это приводит к резкому снижению интенсивности. Астон и Фаулер открыли принцип фокусировки по скоростям, позволяющий преодолеть эту трудность. В этом случае можно значительно увеличить диапазон энергий для анализа, не вызывая расширения спектральных линий. Единственное требование заключается в том, что большее отклонение медленных ионов в электрическом поле необходимо компенсировать их ббльшим [c.75]

Масс-анализатор ИЦР, называемый также масс-спектрометр с преобразованием Фурье (МС-ПФ), в последнее время находит все большее применение для аналитических целей [16, 22, 60]. Основным элементом спектрометра ИЦР (с наличием или без Ф)фье-приставки) является прямоугольная шестиэлектродная ячейка со стороной, равной нескольким сантиметрам, внутри которой создается высокий вакуум и сильное магнитное поле (рис. 7.14). В ней производится ионизация исследуемых молекул импульсным пучком электронов (в течение 1-5 мс) или другим методом. Образовавшиеся ионы движутся в магнитном поле по циклическим траекториям с так называемой циклотронной частотой со , определяемой указанным соотношением (7.13). Ионы удерживаются в ячейке с помощью потенциальной ямы, образованной наложением положительного напряжения 1,0 В) на боковые пластины и отрицательного напряжения (== -0,5 В) на верхнюю, нижнюю и две торцевые пластины. Разделение по массам достигается в результате подачи переменного радиочастотного поля с частотой оз на верхнюю и нижнюю пластины. Если частота электрического поля совпадает с циклотронной частотой (со/ = сом), то ионы будут поглощать энергию и их скорость и радиус траектории увеличатся. Все ионы с отношением М е будут циркулировать в фазе с радиочастотным возбуждением. Энергию, поглощаемую ионами в резонансе, измеряют с помощью специальной схемы. Однако схема работает только при частоте выше 75 кГц, что ограничивает анализ ионов с большими массовыми числами. [c.858]

Еще в 1898 г. Вин показал, что каналовые лучи представляют собою пучок положительных ионов, изменяющих свое направление в магнитном поле. Вин также обнаружил неоднородность этих пучков. Томсон (1910), применяя электростатическое и магнитное поля, зафиксировал на фотопластинке разделение пучка положительных ионов, образующихся при ионизации неона, и тем самым дал впервые доказательство существования изотопов. Впоследствии этот метод стал применяться для открытия изотопов и анализа их распределения в природных материалах. Астон (1919) построил для этой цели прибор, позволивший получить с помощью электрического и магнитного полей картину распределения положительных ионов с различным отношением массы к заряду, аналогичную той, которую получают в оптическом спектроскопе, почему его инструмент и был назван масс-спектрографом . [c.253]

Используется искривленная граница магнитного поля, позволяющая исключить угловые аберрации второго порядка в области больших масс. Расчеты выполнены Робинсоном 0957) и Халлом (1964). Прибор можно использовать с узкими щелями для исследования органических веществ или с широкими щелями для анализа твердых тел при помощи искрового источника ионов. [c.100]

Маэ и Вагнер (1967) описали различные типы ионных преобразователей, которые используются совместно с ионно-чувствитель-ными пластинами и значительно повышают чувствительность анализа. В их системе пучок ионов, разделенный в масс-спектро-метре с двойной фокусировкой, попадает на электрод вторичной эмиссии (2), как показано на рис. 4.9. Вторичные электроны, собранные магнитным полем, ускоряются по направлению к чувствительной пластине, где они образуют затемненные линии. Чувствительность можно увеличить почти в 3 раза с помощью ионного преобразователя, который имеет повышенную чувствительность по отношению к электронам (почти в 4 раза), и снижением [c.134]

В м а с с - с п е к т р о м е т р и ч е с к о м методе анализ молекулярного пучка ведется с помощью масс-спектрометра [176, 250—264]. Схема прибора приведена па рис. 56. Молекулярный поток, выходящий из эффузионной камеры, попадает в ионизационную коробку, где под действием потока электронов подвергается ионизации. В масс-спектрометре ионы ускоряются, и ионный пучок разлагается в магнитном поле на составляющие по массам, после чего измеряется зависимость силы ионного тока от массы частиц или снимается масс-спектрограмма. Сила ионного тока связана с давлением пара следующим соотношением [c.54]

Анализ по спектрам массы основан на измерении количеств различных ионов, получающихся при столкновении молекул с электронами. При столкновении молекул вещества с электронами происходит распад молекул на ионы, который обычно не зависит от скорости атакующего электрона, а определяется природой и строением молекулы. Ионы, получающиеся в аналитической камере, разделяются с помощью магнитного и электрического полей. Метод подробно описан Чулановским . [c.96]

Основные принципы ионной масе-хроматографии были разработаны В Л Тальрозе и сотр [90, 91] Суть предложенного-ими метода заключалась в том что напряженность магнитно го поля и ускоряющее напряжение подбираются таким образом, что на коллектор попадают и регистрируются только ионы с заданными массами С помощью двухщелевого коллектора одновременно регистрировались два иона с близкими массами, например 43 и 41 Идентификация пиков на масс хроматограммах осуществлялась по характеристическим отношениям интен сивностей пиков выбранных ионов, а количественный анализ — по площадям хроматографических пиков на ионных масс хроматограммах [c.55]

Высокая разрешающая способность достигается обычно двойной фокусировкой с помощью комбинации магнитного и электрического полей, действие которых может быть одновременным и последовательным. Такие приборы обычно снабжены компьютером для обработки поступающей информации, что позволяет не только увеличить скорость расчета масс-спектров и обработать большее количество данных, но и расширить аналитические возможности метода. Большое распространение получили масс-спектрометры, скомбинированные с хроматографами, позволяющие производить количественный анализ многокомпонентных смесей. [c.139]

Высококачественный масс-спектрометр большой разрешаюш ей силы может найти целый ряд применений. Одно из этих применений наиболее очевидно это химический анализ соединений с большим молекулярным весом (порядка сотен). Другое — качественный химический анализ легких углеводородов, осиованный на точном определении разностей масс ионов в сочетании с известными дефектами масс изотопов атомов в исследуемых веш,ествах. Бейнон [1, 2] и другие исследователи с успехом использовали этот метод. Высокое разрешение в этом методе было достигнуто при помощи магнитного поля большого радиуса, а также благодаря тому, что было уделено особое внимание ряду других факторов, от которых зависит степень приближения характеристик прибора к идеальным. [c.55]

При анализе труднолетучих неорганических веществ наиболее часто лрименяют искровые источники ионов. На рис. 13.2 приведена схема искрового источника ионов. Два электрода — анализируемый образец ) и дисковый электрод 2 —соединены с вторичной обмоткой источника переменного напряжения 5 радиочастотного диапазона ( - 1 МГц). Вакуумную искру получают при приложении напряжения между электродами и 2. Если напряжение достаточно для получения электрической искры (20—40 кВ), то на электроде 1 вследствие нагрева твердое вещество испаряется и поступает в пространство между электродами. В этом пространстве при бомбардировке электронами, появляющимися при разряде, образуются ионы. Ионы с помощью фокусирующего электрода 4 направляются на входную щель 5 масс-анализатора, где они в соответствии с отношением массы к заряду т/е разделяются. В приборах с двойной фокусировкой разделение ионов по массам достигается комбинированным воздействием электрического и магнитного полей. [c.222]

Наиболее совершенной аппаратурой для анализа газовых смесей является ныне, повидимому, масс-спектрометр [3]. В этом приборе, при прохождении положительно заряженных молекул газовой смеси через магнитное поле, происходит отклонение их от своего пути в соответствии с массой компонентов смеси. Свои заряды они отдают специальному электроду, образующийся же ток регистрируется фотодиаграммой. С помощью масс-спектрометра можно анализировать с большой точностью смеси газов из десяти компонентов, причем для количественного анализа такой смеси достаточно 0,1 мл газа. [c.124]

По принципу действия фарвитрон несколько напоминает омегатрон. И в том, и в другом приборе имеется высокочастотное поле, частота которого определяет резонансные массы регистрируемых ионов, но в омегатроне колебательные движения ионов достигаются благодаря применению магнитного поля, а в фар-витроне это происходит с помощью электростатического поля. В фарвитроне удалось устранить недостатки, присущие омегатрону, — неудобство применения громоздкого постоянного магнита и малую скорость записи масс-спектра. Однако фарвитрон применяется при газовом анализе пока лишь для качественного изучения быстро изменяющихся процессов, в то время как омегатрон пригоден и для количественных измерений. [c.217]

В других методах разделения (анализа) ионов масс-спект-рометрия чаще всего используется в сочетании с газо-жидко-стной хроматографией. В масс-спектрометрах с квадруполь-ным анализатором разделение ионов осуществляется с помощью электронного фильтра (квадрупольного масс -анали затора), который представляет собой четыре стержнеобразных электрода. Проходящие через такой анализатор ионы одновременно подвергаются возд ствию радиочастотного поля, которое при заданной частоте пропускает через анализатор только ионы с определенным т/г. Изменяя частоту радиочастотного поля, можта чрезвычайно быстро сканировать весь спектр высокая скорость сканирования является основным преимуществом таких анализаторов. Кроме того, масс-спектрометры с квадрупольным масс-анализатором сравнительно компактны, просты, надежны и дешевы их недостатком является невысокая (по сравнению с приборами с магнитным сектором) разрешающая способность. В масс-спектрометрах с масс-селек-тивной ионной ловушкой ионы удерживаются в ловушке в течение нескольких микросекунд, накапливаются в ней и затем последовательно выталкиваются из ловушки этим достигается высокая чувствительность, что особенно важно в сочетании с газо-жидкостным хроматографом. [c.179]

Статический тип магнитного масс-анализатора требует наличия тяжелой и громоздкой магнитной системы. Потребности исследования газового состава верхних слоев атмосферы с помощью ракет дали толчок к развитию радиочастотного метода массового анализа, впервые предложенного Беннетом [Л. 1-5]. Радиочастотный метод основан на разделении ионов по дополнительным скоростям, которые получают ионы, попадающие в высокочастотное электрическое поле с последующей фильтрацией по максимальному приращению энергии. Применение радиочастотного метода резко снижает габариты и вес массового анализатора и уменьшает его сложность. Хотя радиочасготные масс-спектрометры пока являются единственными приборами, применяемыми при анализе верхних слоев атмосферы, их область применения является более широкой. В частности, радиочастотный масс-спектрометр применялся при определении абсолютного геологического возраста, а также в черной металлургии [Л. 1-6]. Описание отечественного радиочастотного масс-спектрометра дано в [Л. 1-7]. [c.20]