Масс-спектроскопия

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
МА МБ МВ МГ МД МЕ МЁ МЖ МЗ МИ МК МЛ МН МО МП МР МС МТ МУ МХ МЦ МШ МЫ МЬ МЭ МЮ МЯ
МАА
МАБ
МАВ
МАГ
МАД
МАЕ
МАЁ
МАЖ
МАЗ
МАИ
МАЙ
МАК
МАЛ
МАМ
МАН
МАО
МАП
МАР
МАС
МАТ
МАУ
МАФ
МАХ
МАЦ
МАЧ
МАШ
МАЭ
МАЮ
МАЯ

Масс-спектроскопия, масс-спектрометрия, масс-спектральный анализ, метод исследования вещества путём определения масс ионов этого вещества (чаще отношений масс ионов к их зарядам) и их количеств. Совокупность значений масс и их относительных содержаний называется масс-спектром (рис. 1). В Масс-спектроскопия используется разделение в вакууме ионов разных масс под воздействием электрических и магнитных полей (см. Масс-спектрометры). Поэтому исследуемое вещество прежде всего подвергается ионизации. Процесс ионизации исключается при изучении ионного состава уже ионизованных газов, например в электрическом разряде или в ионосферах планет. В случае жидких и твёрдых веществ их либо предварительно испаряют, а затем ионизуют, либо же применяют поверхностную ионизацию, при которой образовавшиеся ионы вылетают в вакуум (см. Ионная эмиссия). Чаще исследуются положительные ионы, так как существующие методы ионизации позволяют получать их более простыми путями и в больших количествах, чем отрицательные. Однако в ряде случаев исследуют и отрицательные ионы.

  Первые масс-спектры были получены в Великобритании Дж. Дж. Томсоном (1910), а затем Ф. Астоном (1919). Они привели к открытию стабильных изотопов. Вначале Масс-спектроскопия применялась преимущественно для определения изотопного состава элементов и точного измерения атомных масс. Масс-спектроскопия до сих пор является одним из основных методов, с помощью которых получают данные о массах ядер и атомных массах элементов. Вариации изотопного состава элементов могут быть определены с относительной погрешностью ±10-2 %, а массы ядер — с относительной погрешностью ±10-5 % для лёгких и ±10-4 % для тяжёлых элементов.

  Высокая точность и чувствительность Масс-спектроскопия как метода изотопного анализа привели к её применению и в других областях, где существенно знание изотопного состава элементов, прежде всего в ядерной технике. В геологии и геохимии масс-спектральное определение изотопного состава ряда элементов (свинца, аргона и других) лежит в основе методов определения возраста горных пород и рудных образований (см., например, Геохронология). Масс-спектроскопия широко используется в химии для элементного и молекулярного структурного анализа. Первые применения Масс-спектроскопия в области химии связаны с работами В. Н. Кондратьева (1923).

  Масс-спектральный анализ элементного состава вещества особенно точен, когда это вещество испаряется в виде исходных нераспавшихся молекул и заметная доля этих молекул не распадается в ионном источнике масс-спектрометра. Тогда, применяя масс-спектрометры с высокой разрешающей способностью, можно, например, однозначно определить число атомов С, Н, О и других в молекуле органического вещества по массе молекулярного иона. Для анализа элементного состава труднолетучих веществ применяют ионизацию методом вакуумной искры. При этом достигается высокая чувствительность (~10-5—10-7 %) и универсальность при умеренной точности в определении содержания компонент (от нескольких % до десятых долей %). Качественный молекулярный масс-спектральный анализ смесей основан на том, что масс-спектры молекул разного строения различны, а количественный — на том, что ионные токи от компонент смеси пропорциональны содержаниям этих компонент.

  Точность количественного молекулярного анализа в лучшем случае достигает точности изотопного анализа, однако часто количественный молекулярный анализ затруднён из-за совпадения по массе различных ионов, образующихся при обычной и диссоциативной ионизации разных веществ. Для преодоления этой трудности в масс-спектрометрах используют «мягкие» способы ионизации, дающие мало осколочных ионов, либо же комбинируют Масс-спектроскопия с др. методами анализа, особенно часто с газовой хроматографией.

  Молекулярный структурный масс-спектральный анализ основан на том, что при ионизации вещества некоторая доля молекул превращается в ионы, не разрушаясь, а некоторая доля при этом распадается на осколки — фрагменты (диссоциативная ионизация, фрагментация). Измерение масс и относительного содержания молекулярных и осколочных ионов (молекулярного масс-спектра) даёт информацию не только о молекулярной массе, но и о структуре молекулы.

  Теория молекулярного структурного масс-спектрального анализа при наиболее часто применяемом способе ионизации электронным ударом (электроны с энергией, в несколько раз превосходящей энергию ионизации) основана на представлении об образовании при таком ударе возбуждённого молекулярного иона, распадающегося затем с разрывом более слабых связей в молекуле (см. Химическая связь). Состояние теории не даёт пока возможности количественно предсказать масс-спектр молекулы и необходимые для количественного анализа коэффициент чувствительности прибора к разным веществам. Поэтому для определения неизвестной структуры молекулы по её масс-спектру и для качественного анализа используют корреляционные данные по масс-спектрам веществ разных классов, а для грубой оценки коэффициента чувствительности — практически линейную связь между суммарной вероятностью ионизации и молекулярной массой для не слишком тяжёлых молекул одного гомологического ряда. Поэтому при молекулярном масс-спектральном анализе, когда это только возможно, всегда проводят градуировку прибора по известным веществам или смесям известного состава (при определении изотопного состава, вследствие относительно малой разницы в вероятностях ионизации или диссоциации сравниваемых частиц, анализ иногда возможен без градуировки по смесям известного состава).

  В физико-химических исследованиях Масс-спектроскопия применяется при исследованиях процессов ионизации, возбуждения частиц и других задач физической и химической кинетики; для определения потенциалов ионизации, теплот испарения, энергий связи атомов в молекулах и тому подобного. С помощью Масс-спектроскопия проведены измерения нейтрального и ионного состава верхней атмосферы Земли (возможны аналогичные измерения состава атмосфер других планет). Масс-спектроскопия начинает применяться как экспрессный метод газового анализа в медицине (рис. 2). Принципы Масс-спектроскопия лежат в основе устройства наиболее чувствительных течеискателей. Высокая абсолютная чувствительность метода Масс-спектроскопия позволяет использовать его для анализа очень небольшого количества вещества (~10-12 г).

  Лит. см. при статье Масс-спектрометры.

Рис. 1. Масс-спектрограмма (а), полученная на масс-спектрографе с двойной фокусировкой, фотометрическая кривая этой спектрограммы (б) в области массового числа 20. Масс-спектроскопия.

Рис. 1. Масс-спектрограмма (а), полученная на масс-спектрографе с двойной фокусировкой, фотометрическая кривая этой спектрограммы (б) в области массового числа 20.

Рис. 2. Применение масс-спектрометрического газоанализатора МХ-6202 для анализа выдыхаемого газа. Масс-спектроскопия.

Рис. 2. Применение масс-спектрометрического газоанализатора МХ-6202 для анализа выдыхаемого газа.

  В. Л. Тальрозе.

Так же Вы можете узнать о...


Бредеро Гербранд Адриане Бредеро (Bredero) Гербранд Адриане (16.3.1585, Амстердам, — 23.
Гариотта (Hariotta raleighana), рыба подкласса цельноголовых (Holocephali).
Ди (духовой инструмент) Ди, китайский старинный духовой инструмент. Род поперечной флейты из тростника.
Инфекционный ринотрахеит крупного рогатого скота, вирусное заболевание крупного рогатого скота, характеризующееся общим угнетением, воспалением слизистой оболочки дыхательных путей (респираторная форма), а также развитием пузырькового воспаления половых путей (вагинальная форма).
Компенсационная точка у растений, физиологический показатель, выражающийся интенсивностью света, при которой поглощение листьями CO2 в ходе фотосинтеза уравновешивается выделением CO2 этими же листьями в процессе дыхания.
Лиховка, посёлок городского типа в Пятихатском районе Днепропетровской области УССР, в 27 км от ж.
Морская свинка (Cavia porcellus), индийская, заморская, гвинейская свинка, млекопитающее отряда грызунов.
Отара, стадо овец, сформированное для совместной пастьбы и содержания.
Проблем передачи информации институт Академии наук СССР (ИППИ), основан в 1961 в Москве на базе существовавшей с 1948 Лаборатории по разработке научных проблем проводной связи АН СССР (с 1959 называлась Лабораторией систем передачи информации).
Свобода торговли, см. Фритредерство.
Сурхкоталь, Сурх-Котал, холм с остатками святилища (2—3 вв.
Файз Ахмад Файз, Файз, Ахмад Фаиз (р. 13.2.1911, Сиалкот), пакистанский поэт, критик, общественный деятель.
«Читинская республика», революционно-демократическая диктатура рабочих и крестьян, установленная в результате фактического захвата власти в городе Читинским комитетом РСДРП и Советом солдатских и казачьих депутатов в декабре 1905 — январе 1906.
Адрар-Ифорас (франц. Adrar des Iforas), плоскогорье на юге Сахары, в Мали.
Белый гриб, боровик (Boletus edulis), крупный съедобный шляпочный гриб семейства болетусовых класса базидиальных грибов.
«Внешняя политика Советского Союза», сборник документов и материалов, издавался в 1944—53 в Москве (всего 11 тт.
Груздь (Lactarius resimus), шляпочный гриб из рода млечников.
Захава Борис Евгеньевич [р. 12(24).5.1896, Павлоград], советский режиссёр, актёр, педагог, народный артист СССР (1967), доктор искусствоведения (1964).