Масс-спектрометрический анализ

[neytrino]

Добрый день.

Хочу проконсультироваться, в виду своей некомпетентности, по следующему вопросу:

имеется доступ к масс-спектрометру, необходимо произвести анализ газового состава, вещества простые, в свободном состоянии (водород, дейтерий, гелий, возможны другие примеси редких инертных газов). Анализ необходим достаточно точный и в широком диапазоне, от уровня в 10ppm и до 100%. Проблема в том, что не имеется поверочная смесь (например чистый дейтерий), что бы откалибровать масс-спектрометр, а так же самой смеси на анализ очень мало (несколько нормальных литров). Как получить наиболее точные показания (знач изначально какие элементы и их изотопы могут присутствовать в смеси), без калибровки поверочными смесями чистых веществ, и как максимально сократить объем смеси на анализ (в голову приходит только разбавление)?

Заранее извиняюсь, может не совсем кореектно изложил вопрос, но буду рад помощи или возможно более детальной консультации тут или в л.с. Спасибо.

[neytrino]

Нет людей, работающих с масс-спектрометрами?

Дополню свой вопрос: имеют ли изотопы разную энергию ионизации? Если да, то на сколько сильны различия и есть ли данные, например по изотопам водорода?

[Nil admirari]

Теоритически главная сила держащая электрон на орбите это электромагнитная (Кулоновское). Гравитайией пренебрегаем ввиду ничточности массы частиц. Ядерное не распостраняется на лептоны (электроны), да и расстояние на котором они себя проявляют намного меньше радиуса орбиты электрона. Так вот дейтерий от протия отличается присутствием нейтрона. А нейтрон ввиду отсутствия заряда не оказывает влияние на кулоновское притяжение. Поэтому эн. ионизации для D и H одинакова.

 

ЗЫ: Хотя еще остается слабое взаимодействие, но оно вроде в статике (без превращений частиц) не проявляется.

[plick]

Проблема в том, что не имеется поверочная смесь (например чистый дейтерий),

 

Как получить наиболее точные показания (знач изначально какие элементы и их изотопы могут присутствовать в смеси), без калибровки поверочными смесями чистых веществ,

 

Это две несовместимые вещи.

Все равно, что пытаться угадать букву в японском языке, зная латинский.

[neytrino]

Это две несовместимые вещи.

Все равно, что пытаться угадать букву в японском языке, зная латинский.

Лично у меня мало опыта работы с массспектрометрами, и я инженер-криогенщик, далеко не химик) поэтому и задаю тут эти вопросы. Про несовместимые вещи: разве изначально теоретически мы не будем знать результат? масса дейтерия известна, если энергия ионизации у изотопов не отличается или же отличия в пределах 1 эВ, то наверное и токи в случае детектирования электронными умножителями будут одинаковыми, соотв. и можно соотнести величину пиков с количеством в пробе. Если не прав или недопонимаю, прошу поправить и можно поподробней о про мой пост вверху?

[Гость Ефим]

... если энергия ионизации у изотопов не отличается или же отличия в пределах 1 эВ...

Разница 1.3 эВ (водород 13.6; дейтерий 14.9)

А вообще - это совершенно никакого значения не имеет. Вам же не надо пороговые потенциалы определять? Как я понял, анализ смеси газов, и нужен репер на спектре, молекулярного-то иона нет. Если у Вас смесь с заведомым преобладанием одного компонента - ну и назначьте его репером.

Дело в том, что я со спектроскопией дело всегда имел только как потребитель, возможно я чего-то не понял.

[neytrino]

Тут уже я не совсем понимаю, а если как раз преобладающим будет, скажем, изотоп кислорода, о котором у меня нет точных данных, по массе я увижу его пик, а как определить его относительное количество?

[Дмитрий Л]

Все правильно понял...

 

Откалибруйтесь хотя бы на паре чистых газов (желательно ближе по массе к определяемым), а в принципе можно и не по газам калибровать, но для этого нужен небулайзер. Откалибруйтесь по ним в 4х диапазонах работы (всего 8 калибровок, по 2 калибровки каждого газа в 2х режимах работы регистратора - импульсном и аналоговом), например 10 ррм, 100ррм, 10% и 70%. Все, для Вашей точности заглаза.

 

Разбавление образца возможно газом, на котором зажигают плазму (обычно аргон)... не забудте сделать бланк (контрольный на чистом аргоне) и вычесть его из результатов, т.к. ОСЧ аргон - почему то редко ОСЧ.

 

Определение изотопов зависит только от разрешающей способности прибора, для этого не нужно калиброваться по изотопам. Опять же учтите природное распределение изотопов, оно обязательно всплывет.... его тоже надо корректировать. Обычно опытные в спектрометрии люди, не будут даже задавать Вам вопросы, просто возьмут и все правильно сделают.

 

Количество даст величина пика... обычно все современные спектрометры, не будут нагружать Вас подобной информацией, а просто дадут результаты в ррм и %, главное в софте учесть природные изотопы и вычесть бланк.

[Гость Ефим]

Тут уже я не совсем понимаю, а если как раз преобладающим будет, скажем, изотоп кислорода, о котором у меня нет точных данных, по массе я увижу его пик, а как определить его относительное количество?

По интенсивности пика. Главный компонент даст самый большой пик от иона с z=1, от которого разность m/z для других пиков и отсчитывайте. Если все пики однозначно интерпретируются, считайте, что сумма интенсивностей их 100%.

[neytrino]

Более-менее ясно, будем работать, спасибо за советы)