- •Масс- спектрометрия
- ••Масс-спектрометрия - это физический метод измерения отношения массы заряженных частиц материи (ионов) к
- ••Существенное отличие масс- спектрометрии от других аналитических физико-химических методов состоит в том, что
- ••Приборы, которые используются в этом методе, называются масс-спектрометры или масс-спектрометрические детекторы. Эти приборы
- ••Начало развитию масс-спектрометрии. положено опытами Дж. Томсона (1910), исследовавшего пучки заряженных частиц, разделение
- ••Первый серийный масс-спектрометр создан А. Ниром в 1940; его работы положили начало изотопной
- ••Macс-спектральные приборы.
- •Магнитный масс-спектрометр
- •Масс-спектр н-декана
- ••Первое, что надо сделать для того, чтобы получить масс-спектр, превратить нейтральные молекулы и
- •Методы ионизации
- ••Ионизация газообразной пробы может быть вызвана фотонами, ионами, электрическим полем, электронным ударом и
- ••Процесс ионизации и типы ионов
- ••Масс-анализаторы
- ••Все масс-анализаторы используют физические законы движения заряженных частиц. Исторически первым масс-анализатором, остающимся непревзойденным
- ••Именно это используется для анализа ионов по массам. Для того, чтобы увеличить разрешение,
- •Схема масс-анализатора с однородным магн. полем: S1 и S2 - щели
- •Схема масс-анализатора с двойной фокусировкой: S1 и S2 - щели источника
- ••Квадруполь
- •Схема квадрупольного масс-анализатора: 1 - высокочастотный генератор; 2 - генератор постоянного напряжения; 3
- •Квадрупольный масс-спектрометр
- ••Ионы, влетающие параллельно оси этих стержней, попадают в гиперболическое поле и оно, в
- •Схема спектрометра ион-циклотронного резонанаса
- •Ионно-циклотронный резонанс
- •Циклотронно-резонансный масс-анализатор -ячейка в виде прямоугольного параллелепипеда или куба, помещенная в однородное магн.
- •Дальнейшее развитие квадрупольных анализаторов привело к созданию "ионной ловушки". Одна пара стержней была
- •В последнее время все большую популярность приобрели "времяпролетные" (Time Of Flight, TOF) масс-анализаторы.
- •(V - напряжение)
- •Распространенность изотопов некоторых элементов
- •Некоторые масс-спектрометрические правила
- •Одна из важнейших задач - нахождение зависимости между характером масс-спектра и строением исследуемой
- •Примером установленных закономерностей фрагментации являются следующие схемы разрыва связей:
- •Определение парциального давления паров веществ
- •Определение константы равновесия химической реакции и теплоты реакции
- •Масс-спектромерия в химической кинетике
Определение парциального давления паров веществ
|
I |
0 |
|
1 |
n |
0 |
_ |
|
|
|
|
|||
0 |
J |
4 |
J |
j S |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- число молекул в единице объема напускной системы, |
||||||||||||||
nJ |
||||||||||||||
_ |
- средняя скорость молекул, |
|
|
|
δS – площадь молекулярного потока газа, |
|||||||||
j |
|
|
|
|||||||||||
I0 |
- интенсивность ионного тока |
|
|
|
|
|
||||||||
J |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
pj |
||
|
|
|
Ij |
|
|
|
|
|
||||||
|
n j |
|
|
|
|
|
|
n j |
|
|
|
|||
|
j S |
4 |
kT |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
nj - число ионизируемых молекул, рj - парциальное давление, k - постоянная Больцмана, Т - температура
pj KijIijT K IijT
ij
К- константа чувствительности прибора,
σ - площадь сечения ионизации молекулы j с образованием ионов i.
pj K T Iij
j
Определение константы равновесия химической реакции и теплоты реакции
|
П pni |
|
ni n j |
П Kni Ini |
||
Kp |
i |
i |
T |
i |
i i |
|
Пpnj j |
|
П Knj j Inj j |
||||
|
|
|
||||
|
|
j |
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
i – продукты реакции, j – исходные вещества, Кр – безразмерная функция
После преобразования:
ln KI ln Kp ( n j ni )ln T B,
В – постоянная величина |
|
ln KI |
H0 |
T C ( n j ni )ln T |
|
|
RT |
RT ln Kp H0T T S0TH0T T S0T RT ln Kp
Масс-спектромерия в химической кинетике
•Метод изотопной метки
•1) изучение механизма реакции
•2) исследование механизма фрагментации и установление структуры иона
•СD3OH + e- ↔ [CD2OH]+ + D* + 2e-
|
O |
|
|
O |
C6H5C |
+ CH318OH |
|
C6H5C |
+ H2O |
|
||||
|
OH |
|
|
18OCH3 |