3.11. Особенности масс-спектрального анализа органических соединений.
3.12. Существующие ограничения при анализе органических соединений методом мс.
Возможности метода:
определение молекулярной массы вещества;
установление строения вещества по характеру образующихся фрагментов;
количественный анализ смесей, включая определение микропримесей;
определение степени чистоты вещества;
определение изотопного состава вещества
Ограничения метода:
сложность получения спектров веществ с большой молекулярной массой (>500): невозможность различать изомеры положения двойных связей;
сложность обнаружения в ряде случаев пика молекулярного иона в связи с исчезающе малой его интенсивностью.
3.13. Схема основных узлов масс-спектрометра и принципы его работы. Особенности ввода пробы анализируемых веществ в прибор мс. Способы ввода образцов.
Основные узлы масс-спектрометра: системы напуска, источника ионизации (ионизатора) с ускорителем ионов, масс-анализатора, где ионы разделяются в зависимости от их массы к заряду и детектора с регистрирующим устройством, который измеряет количество отрицательных или положительных ионов. Чтобы исключить химические реакции ионов с другими атомами и молекулами, анализ проводится в высоком вакууме. Схема типичного 180°-ного масс-спектрометра с простой фокусировкой.
Система ввода пробы. Она состоит из устройства для введения образца, микроманометра для контроля за количеством введенной пробы, устройства (натекателя) для регулирования количества образца, вводимого в ионизационную камеру, и системы откачки.
Ионизационная камера и ионно-оптическая система. Поток газа от натекателя попадает в ионизационную камеру работающую при давлении около 10~6—10~5 мм рт. ст., в которой он бомбардируется под прямым углом пучком электронов, испускаемых нагретой нитью.
Камера анализатора и магнит. Камера анализатора представляет собой вакуумируемую (10~7—10~8 мм рт. ст.), искривленную (на рис. 1 кривизна 180°) металлическую трубу, через которую пропускается пучок ионов от ионного источника к коллектору поля.
Коллектор ионов и усилитель. Типичный коллектор ионов состоит из одной или большего числа коллимирующих щелей и фарадеевского цилиндра; пучок ионов попадает на коллектор, и сигнал усиливается ламповым электрометром или электронным умножителем.
Регистрирующее устройство. Широко используемое регистрирующее устройство представляет собой пятишлейфовый светолучевой (зеркальный) гальванометр, который позволяет записывать на фотобумаге (чувствительной к ультрафиолетовому излучению и не требующей, как обычно, проявления в растворах) одновременно пять спектров с разной чувствительностью.
Существуют прямой и непрямой способы ввода пробы. При непрямом способе пробу вводят в масс-спектрометр в газообразном состоянии. При исследовании жидких или твердых образцов их необходимо предварительно перевести в пар путем нагревания до температур порядка 500°С в условиях вакуума. Пробу испаряют в специальной камере, из которой пары в виде молекулярного пучка поступают через отверстие в ионизатор.
Прямой ввод пробы используют тогда, когда проба труднолетучая. В этих случаях образец непосредственно вводят в ионизатор через систему шлюзовых камер.
