Приборы для измерения атомных весов

Несмотря на то что масс-спектрометр разделяет атомы на изотопы, с его помощью можно определять атомные веса элементов. В этом приборе одновременно измеряются не только масса каждого изотопа, но и относительное содержание атомов каждого изотопа в образце элемента. Например, неон состоит из трех изотопов с атомными массами 19,9924,20,9939 и 21,9914 ат. ед. массы (рис. 4.6). Масс-спектрометрические измерения показывают, что 90,92% атомов неона обладают [c.61]

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ АТОМНЫХ ВЕСОВ [c.39]

Приборы описанного выше типа особенно пригодны для изотопного анализа, так как при сравнительно простой конструкции они позволяют непосредственно измерять пропорции изотопов по отсчетам гальванометра и обладают большой светосилой , т. е. дают ионные токи достаточной величины даже при малом содержании определяемой составной. части. Однако они не годятся для точных измерений атомных весов, требующих приборов с большой разрешающей силой, в которых пучки близких масс разделялись бы на достаточные для точных измерений расстояния. [c.39]

Обычно углерод состоит в основном из атомов с атомным весом 12 (атомный вес водорода принят за единицу). Кроме того, содержится небольшое количество атомов с атомным весом 13. Существует и еще один вид атомов углерода — с атомным весом 14 такие атомы получают в ядерных реакторах. Углерод-14 неустойчив он радиоактивен, так как испускает электроны, превращаясь при этом в азот-14. Электроны, вырывающиеся со значительными скоростями, можно легко подсчитать при помощи соответствующих приборов. Если у нас есть, например, 1000 таких радиоактивных атомов, то 500 из них разлол атся через 5000 лет, т. е. потребовалось бы очень много времени, чтобы провести весь опыт. Та радиоактивность, с которой мы обычно имеем дело, может составлять 100 распадов атомов в минуту, так что мы должны иметь 1,6-10 атомов. Эти атомы весили бы только 3 10 г. Поскольку приборы для определения радиоактивности улавливают распад одного атома, метод исключительно чувствителен для определения малых количеств материи — в миллионы раз меньше тех, которые мы можем определить любым химическим методом. При этом даже нет необходимости активировать все атомы. Метод этот очень эффективен в применении к высокомолекулярным веществам, где на 10 ООО звеньев в макромолекуле с весом около 1 ООО ООО может приходиться одна концевая группа при этом желательная точность измерения 1 % вполне достижима. Выше было показано, как осколок молекулы может инициировать рост большой молекулы таким образом, что сам он находится в цепи на конце растущей молекулы. Для проведения опыта определенное весовое количество инициирующего вещества, содержащего радиоактивный углерод, окисляют так, что весь углерод превращается [c.61]

Масс-спектрограф служит не только для открытия изотопов, но и для точнейших измерений их атомных весов и для определения их пропорции в исследуемых образцах. Для последней цели применяют специальные, более простые типы этого прибора, которые будут подробнее описаны в главе 4. [c.18]

С помощью масс-спектрометра массу каждого отдельного изотопа определяют с большой точностью. Измеренные этим прибором массы атомов относятся к массе изотопа О = 16,0000. При этом была введена новая шкала атомных весов, названная физической шкалой, мало отличающаяся от обычной химической шкалы, основанной на смеси изотопов кислорода О = 16,0000. На протяжении ряда лет физики и химики применяли обе шкалы атомных весов, что связано с практическими неудобствами. Поэтому в 1961 г. было решено принять единую шкалу на основе С = 12,0000. Массы атомов, определенные по этой шкале, приведены в табл. 1 (стр. 26). [c.50]

После Астона исследования в области анализа положительных лучей стали развиваться в двух отдельных направлениях. Одна группа исследователей заинтересовалась возможностью точного измерения масс ионов. Для этой цели была сконструирована остроумная аппаратура с большой разрешающей силой, позволяющая определить значения атомных весов с точностью до нескольких миллионных долей. В этой области, известной под названием масс-спектроскопии, для наиболее точного измерения отклонения пучка все еще применяется фотографирование. Прибор такого типа называется масс-спектрографом. Химику-органику редко приходится соприкасаться с подобного рода исследованиями. Задачей другого типа является измерение относительного количества различных сортов ионов в общем пучке этим занимается масс-спектрометрия. [c.58]

Измерение абсолютных значений изотопных отношений было осуществлено Ниром 11506] для аргона. Метод Нира применим к любому элементу, изотопы которого могут быть легко отделены один от другого и получены в чистом виде. Для получения отношения истинной распространенности к измеренной в своем масс-спектрометре Нир использовал образец, приготовленный из чистых Аг и Аг. Применяя электростатическую развертку спектра, он нашел, что дискриминации приводят к завышению истинного значения Аг/ Аг на0,63%. Нир использовал этот поправочный коэффициент, вызванный дискриминацией по массам, в своем приборе для получения величин относительной распространенности изотопов углерода, азота, кислорода и калия. Далее измерения были распространены на неон, криптон, рубидий, ксенон и ртуть [1507]. Лишь в случае аргона, когда проводилось прямое сравнение с эталоном, можно было с уверенностью исключить систематическую ошибку. Однако и для других исследуемых образцов принято, что систематические ошибки меньше ошибок, полученных ранее, и что величины распространенностей изотопов, определенные для этих образцов, позволят использовать их как вторичные эталоны. Интересно отметить, что для некоторых элементов, таких, как серебро, хлор и бром, которые состоят из двух изотопов со сравнимой распространенностью, абсолютные значения изотопных отношений точнее вычисляются на основании химических атомных весов и физически определенных масс изотопов, чем прямым измерением на масс-спектрометре. Для таких элементов химический атомный вес и атомный вес изотопа используются для проверки абсолютной точности измерений распространенности. Самый легкий элемент — водород — может быть использован для изучения дискриминации по массам благодаря большой величине отношения масс На и HD. Водород и дейтерий легко доступны задача получения истинных отношений H2/HD решается при анализе искусственных смесей известного состава и сравнением результатов измерения подобных образцов с измерениями смесей неизвестного состава. Это было сделано для образцов, содержащих 0,003—0,830 мол.% дейтерия [808], при использовании ионных источников без вспомогательного магнита. Результаты анализа определенного образца могут колебаться до 3% при изменении условий работы источника при наличии магнита источника изменение изотопных отношений достигало 25%. При использовании магнита источника значение отношения HD/Hg было всегда завышенным наблюдалась тенденция к еще большему увеличению этого отношения с увеличением количества анализируемого образца. Подобные эффекты не отмечались в отсутствие поля магнита источника. В этих условиях для смесей, содержащих около 0,1% дейтерия, была установлена абсолютная точность измерения 3%. [c.78]

Дело в том, что все физические величины, которые мы находим непосредственно с помощью измерительных приборов или вычисляем из найденных путём измерения значений, не являются абсолютно точными, а определяются с той или иной степенью приближения, зависящей от совершенства применяемого измерительного устройства. Такие числа называются приближёнными в отличие от точных, с которыми, например, мы оперируем при изучении арифметических действий. В химических уравнениях коэфициенты являются точными числами, величины атомных весов — приближёнными. [c.77]

Сопоставляя выделившиеся количества металлов с атомными весами тех же металлов, находим, что серебра Ёыделяется 1 Грамм-атом, меди — /г грамм-атома, а олова всего А грамм-атома. Другими словами, количества выделяющихся у катода веществ равны их грамм-эквивалентам. К такому же результату приводит и измерение количеств веществ, выделяющихся у анода. Так, в первом, третьем и четвертом приборах выделяется по 1 грамм-эквиваленту хлора (35,5 г), а во втором—1 грамм-эквивалент кислорода (8 г). [c.296]

Развитие П. началось с древнейших вре.мен, когда появились солнечные, песочные, водяные часы, а также весы. В 1 в. в Др. Риме были применены измерительные насадки д.чя учета расхода воды в гор. водопроводе, явившиеся прототипом совро.менных водомеров. В период с 14 п. до нач. 20 в. были изобретены многие приборы баро.метр, телескоп, микроскоп, термометр, гигрометр, динамометры, калориметры, приборы для измерения электрич. и световых величин, приборы для реитгено.ш гии, радиотехники, молекулярной и атомной физики. Большой вклад в теорию и практику П. [c.309]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология