Оглавление:
Химическая природа жизни растений, животных и других окружающих объектов чрезвычайно важна. Знания структуры различных элементов позволяет создавать качественные материалы, приборы, детали, товары. Аналитическое оборудование является инструментом для изучения различных характеристик, используемое в исследовательской сфере.
Современные приборы для аналитики насколько чувствительны, что способны рассматривать мельчайшие элементы веществ регистрировать и идентифицировать их. С помощью различных инструментальных методов можно изучать материалы различного типа. При их создании использовались простые физические и химические законы.
Одним из таких приборов является масс-спектрометр. Прибор, с помощью которого можно определить массу отдельных атомов. Установки определяют характеристики элементам за счет изучения характера движения ионов электрического и магнитного поля. Изначально изучение нейтральных атомов было невозможным, поскольку они не подвергаются воздействию полей.
Ученые смогли решить эту проблему путем добавления дополнительного электрона. Это сразу же делает нейтральный атом в ион, что позволит изучать его свойства. Если быть точным, то приборы масс-спектрометрии не определяют массу, а его отношение к массе заряду. Знание заряда позволяет определить массу иона и нейтрального атома с ядром.
Конструктивно масс-спектрометры могут сильно отличаться друг от друга. В них могут использоваться как статичные поля, так и изменяющиеся во времени поля, магнитные и/или электрические. Установки состоят из ионного источника, целевых диафрагм, области однородного, постоянного электрического или электромагнитного поля.
В ионном источнике происходит превращение атомов в ионы и ускорение за счет электрического поля. Для определения координат точек используется приемник ионов. Фотопластинка используется как детектор ионов. Установки современного образца оснащаются электронными умножителями или микроканальными пластинками. Точность масс-спектрометров достаточно высока.
Хромато масс спектрометр
Хромато масс спектрометр представляет собой установку, состоящую из двух отдельных: газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Данный гибридный метод анализа позволяет разделять газы смеси на отдельные элементы, а затем производить идентификацию и определять строение определенного вещества и узнавать другие его характеристики.
Установки хромато-масс-спектрометрии используются в исследовательской сфере достаточно давно. То, что эти две установки могут совместно работать связано с тем, что вещество имеет одну и ту же газовую фазу, температура приблизительно одинакова, а значение их чувствительности достаточно близко. Главное их различие – это уровень давления. Масс-спектрометр работает с высоким вакуумом, который может достигать 10-5 па, а газовый хроматограф с низким вакуумом, до 100 Па.
Использование сепаратора позволяет снижать давление. Он подсоединяется как масс- спектрометру, так и газовому хроматографу. Устройство позволяет удалять газовый носитель, который имеется в газовом потоке. Таким образом, уравнивается давление между двумя отдельными агрегатами.
Квадрупольный масс спектрометр
Достаточно большой популярностью пользуется квадрупольный масс-анализаторов. Сегодня на рынке данных устройств имеются различные виды одноквадрупольных и трехквадрупольных масс-анализаторов. Устройство разделяет ионы по показателю соотношения массы к заряду.
Квадрупольные масс-спектрометры, в отличие от магнитных масс-анализаторов, имеют меньше размеры рабочей части и отличаются простой схемой. Кроме этого они достаточно экономичны, что позволяет использовать их в различных сферах. Устройство состоит из четырех монополей, которые имеют параллельное и симметричное расположение.
Магнитный масс спектрометр
С помощью магнитного масс-спектрометра можно измерять импульсы заряженных частиц, используя кривизну их движения. В магнитном спектрометре имеется разрешающая и апертурная способность. Разрешающая способность говорит о точности измерения показателя импульсов частица. А апертурная способность характеризует диапазон углов, который используется для того, чтобы частицы попадали в установку и могли быть зарегистрированы на выходе.
В магнитном масс-спектрометре имеется источник заряженных частиц. Представляется радиоактивным источником или мишенью. Кроме этого магнитный масс-спектрометр – это полукруговая вакуумная камера, в которой создается магнитное поле, имеющее определенную напряженность.
Времяпролетный масс спектрометр
Применение самых простых по конструкции и схеме работы времяпролетных масс-спектрометров актуально при необходимости обеспечения непрерывного и быстрого анализа. Устройства изначально используются для того, чтобы изучать реакцию вещества, находящегося в газовой фазе. Времяпролетный масс-спектрометр относится к устройствам с импульсным режимом действия. Это значит, что поступление ионов из источника происходит небольшими порциями.
