іальної форми поміщають двічі перекристалізований і висушений у вакуумі Пероксодисульфат калію, заливають воду, подщелоченного металевим натрієм, відкачують до тиску 1,3 * 10-5 бар, після чого ампулу отпаивают. Воду в ампулі перед відкачуванням заморожують рідким азотом. Навішування Пероксодисульфат калію, натрію і води беруть відносно 0,25:0,07:1,0. Для застосовуваної нами системи напуску вимір однієї проби вимагає 0,14 мл води. При цьому в ампулі об'ємом близько 5 см3 виділяється ~ 0,5 бар кисню. Запаяні ампули нагріваються на киплячій водяній бані протягом 30 хв. Прямими дослідами було показано, що температура реакції, тривалість нагрівання і струшування не впливають на результати аналізу. br/>
експресних ізотопного аналізу ВОДНЮ
Швидкі та високоточні вимірювання відношення D/H досягаються поєднанням В«ампульногоВ» методу виділення водню з води з мас-спектрометричним аналізом молекулярного водню.
Мас-спектрометрична установка. Створена на основі серійного промислового мас-спектрометра МІ-1305 [49]. Слід визнати, що процес модернізації звичайного мас-спектрометра для ізотопно-водневих визначень являє собою досить складне технічне завдання. У цьому випадку крім укомплектування приладу і налагодження вузлів і деталей загального призначення, які не входять до комплекту мас-спектрометра, необхідно подолати ряд труднощів, обумовлених особливостями мас-спектрометричного ізотопного аналізу водню як аналітичного газу. Головними з них є: генерація в джерелі іонів паразитного іона Н3 +, несприятливий для вимірювань співвідношення іонних струмів (HD + + H3 +/H2 + = n * 103) і малий внутренннего розмір виходу камери аналізатора для прийому іонних струмів 2 і 3 а. е. м. в площині колекторів. Зрозуміло, радіальним вирішенням проблеми було б конструювання приладу з роздільною здатністю, достатньою для розділення дублету HD + і Н3 +. Однак при необхідності виконання великого числа високоточних вимірювань такий мас-спектрометр став би унікальним, малопродуктивним і неймовірно дорогим. Саме з цих міркувань ми обрали інший шлях, заснований на використанні серійного мас-спектрометра. Нижче наведені опис і конструкція деяких вузлів водневого мас-спектрометра. p> Джерело іонів. Як вже згадувалося, ізотопне ставлення HD +/Н2 + не можна виміряти безпосередньо у звичайному джерелі іонів. Є, проте, формальний шлях його визначення, який використовував І. Кіршенбаум [44] при аналізі важкої води. Концентрацію дейтерію можна визначити як відрізок ординати в системі координат:
R = R0 + I (Н2 +), (4)
де-вимірюваний ставлення інтенсивностей ліній 3 і 2 а.е.м; R0-шукане ізотопне ставлення I (HD) +/I (H2) +; - перетин реакції утворення іонів Н3 +; I (Н2 +)-інтенсивність лінії молекулярного іона водню (пропорційна тиску газу в іонному джерелі).
Відносна похибка для цього випадку
R0 = R + [I (Н2 +)], (5)
Для серійного мас-спектрометра МІ-1305 перетин зазначеної реакції дуже велике або, інакше, пряма майже паралельна осі ордііат, що робить прилад в промисловому виконанні абсолютно непридатним для ізотопного аналізу водню природних сполук.
Інтенсивність іонного струму 2 а.е.м. повинна бути ~ 10-9А, якщо для реєстрації використовуються електрометричні підсилювачі постійного струму з 100%-ної негативним зворотним зв'язком. Лише в цьому випадку іонний струм 3 а. е. м. вимірюється досить надійно. Для цих умов ставлення/R0 в промисловому мас-спектрометрі МІ-1305 становить 10-40. У свою чергу величини R, I (H2 +) і для цих приладів становлять одиниці відсотків і, таким чином, загальна відносна похибка може істотно перевищувати варіації ізотопного складу водню в природі. p> Величина, що обмежує точність аналізу, визначається числом зіткнень молекул і атомів водню з іонами Н2 + і, отже, може бути спрямована до нуля або зменшенням концентрації зазначених частинок, або обмеженням часу їх перебування в іонізаційній камері. Перший шлях вимагає збільшення світлосили джерела, другий - введення додаткового електричного поля в область іонізаційного простору. Останнє сприяє швидкому виведенню іонів Н2 + із зони реакції у високий вакуум. Нами використані обидва шляхи при модернізації джерела іонів (рис. 3). Для збільшення світлосили вихідна щілина була розширена до 0,60 мм, а також збільшено I кілька разів перетин потоку іонізуючих електронів, Вихідна щілина 3 іонізаційнийкамери 2 розширена до 2 мм, що підсилило проникаюче поле витягаючої лінзи. p> Паралельно вихідний щілини 3 встановлений В«виштовхуєВ» електрод 1, на який подається напруга від 0 до 20 В. Неминуче виникає при цьому додаткова хроматична аберація несуттєва, якщо враховувати дуже велику дисперсію в області 2 і 3 а Є.М. Внесені до джерело іонів зміни суттєво зменшили значення коефіцієнта/R0, який склав 0,061. Прямі, відповідні формулою (4) і побудовані для цього випадку за методом найменших квадратів, відповідають похибки R0 = 1З%. Таким чином, тільки неве...
