P1100267

Ostatnio fcoiutruty* słę spektrometry o dużej zdolności rozdzielczej. stosują pod^ ognisfcowflte (ryt 2i,7). Dq podwójnego ognbkowjoŃi wykonysfiyc się i powodzeniu 4^ Ifulnr cfekffOsLitycrny (prędkość jonów) i analizator magnetyczny (zmiana lieninl® Jon^

A

A

Rys. 28.7, Spektrometr masowy z podwójnym ogniskowaniem I - siatki przyspieszające, 2 - analizator elektrostatyczny, 3 - kolektor, 4 - analizator * gnetyczny, 5 - szczelina wejściowa

Ptprwafctcii pmn    I »__

Łlcktrostttycmy analizator jest umieszczony między przyspieszaczem jonów i polem r.iajray. cznyni. Zdolność rozdzielcza tych przyrządów wynosi 20 000 i więcej, podczas gdy poprzednio opisanych przyrządów jest wiele mniejsza (rzędu 10*). Przyrządy o dużej zdolności rozdaj są stosowane zwłaszcza do bardzo dokładnego wyznaczania mas pierwiastków i poszczególnych izotopów, do wykrywania i identyńk&cji zanieczyszczeń śladowych (< 10' ^s%), np. w p%» wodnikach, w czystych materiałach dla potrzeb fizyki i techniki, w bardzo czystych atata i In.

28.2*3. Detekcja i rejestracja widm masowych

Jak już omówiono w punkcie 28.1, do pomiaru prądu jonowego rozdzielony^ jonów stosuje się albo rejestrację fotograficzną albo fotoelektryczną.

Podczas rejestracji fotograficznej widmo jonowe zapisywane jest na płyd: fotograficznej umieszczonej w płaszczyźnie ogniskowej spektrografu maso*? Uzyskuje się w ten sposób trwały zapis, a płytę opracowuje się następnie w sposób dcnsytometryczny. Rejestrację fotograficzną stosuje się zwłaszcza wtedy, gdy trzebi rozróżnić jony o zbliżonych masach oraz gdy należy zmierzyć bardzo małe albo bardzo szybko zmieniające się maksima w dużym zakresie mas.

W spektrometrach masowych z rejestracją fotoclektryczną w plaszczyaif ogniskowej umieszczona jest bardzo mała szczelina wyjściowa przcpuszoająa tylko jeden promień jonowy. Rozdzielone jony po wyjściu ze szczeliny trafiają b wejście detektora (np. klatkę Faradaya), skąd sygnał przechodzi do wzmacniam i po wzmocnieniu zostaje zarejestrowany.

Do detekcji prądów jonowych mniejszych niż 10"¹⁵ A albo do mierzenia większych prądów szybko zmieniających się stosuje się powielacze elektronowe. W pieszym rozwiązaniu jeny wchodzą do kryształu scyntylacyjnego i wzbudzają pnm* niowanie fluorescencyjne, które następnie przetwarza się za pomocą zwykłego fa* powielacza. W drugim rozwiązaniu jony padają na katodę powielacza, przy <zyn

emitują elektrony, które powicia się na układne dynotL Z kof/.y4cią stosuje mq równio, kombinacją obu rozwiązań.

Widma musowe są następnie zapisywane przez rejestrator lub fotografowane na oscylografie pętlicowym. 'Najnowsze przyrządy, które bezpolrednio drukują wyniki liczbowe (określające jony i lek rrtusy). są wyposażone w maszyny cyfrowe.

28.3. ZASTOSOWANIE 1 INTERPRETACJA WIY>ZVt

MASOWYCH

Wid ma masowe dostarczaj if bardzo cennych informacji zwłaszcza o składzie mieszanin. Niekiedy można za pomocą spektrometrii masowej stosunkowo prosto identyfikować domieszki obecne w mieszaninie w bardzo małych stężeniach. Można r nieb wyznaczać względną masę cząsteczkową albo uzyskiwać pewne informacje u składzie pierwiastkowym i o strukturze substancji. Jednakże informacje tc nie są •ednozoBCZnc. Komplikacje wywołuje np. kilkukrotna jonizacja, która przejawia się w taki sposób, że w widmie obserwuje się oprócz piku o przewidywanej masie (m,V), również piki o innych liczbach masowych (m/2*?, mf 3-e hd).

Drugą przyczyną tego, żc widma masowe są zlożcmc, jest. fakt, że w źródle jonowym o energii elektronów ok. 70—100 eV cząsteczki dysocjują na wolne rodniki i atomy, a następnie tak pierwotne cząsteczki jak i ich fragmenty mogą ulegać kilkakrotnej jonizacji. Na przykład tlenek węgla może utworzyć jon CO^ł, CO¹' , C⁺ iO⁺. u ich piki odpowiadają, liczbom matowym 28, 14. 12 i 16.

Do prawidłowej interpretacji nie wystarczy tylko znajomość tzw. schematu rozpadu poszczególnych cząsteczek, ule równic2 potrzebne jest określenie typu

!>». 23.8. Widmo mieszaniny CTO*, CO. O* i Nal jednej linii masowej odpowiadaj fragmenty

powstałe z różnych cząsteczek

spektrometru, ponieważ względne występowanie poszczególnych fragmentów bardzo zalety od charakteru i własności zwłaszcza źródła jonowego.

W końcu należy wspomnieć, że poszczególne piki w widmie mogą być wynikiem nakładania się różnych fragmentów z tą samą liczbą masową (rym. 28.81. Interprc-