Способ масс-спектрометрического анализа изотопного состава лития

 

СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕС-. КОГО АНАЛИЗА ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ЛИТИЯ, включающий предварительиьш перевод исследуемых образцов в иодид лития, иони .зацию образца и последующее разделение и детектировани е полученных ионов , отличаю щ-ийся. тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса анализа, в анализируемую пробу перед ионизацией вводят иодид аммония в молярном соотношении с иодидом литья не менее 1:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 01 J 49/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3464967/21 (22) 05.07,82 (46) 30.03.91. Бюп. Р 12 (72) Л,Л.Чилипенко и В.С.Гурский (53) 621. 384 (088. 8) (56) Левский Л. К. и др. Изотопный состав литья в материалах. Геохимия

19691 Р 1, 3.

T.Kaniki ."Measurement of the abun dance ratio of litium, uranium and соррег isotopes by surface ionisation

method.", Mass spectroscopy (Сицуре бунедки) 1966, 14, Р 3, 127..

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при изотопном анализе образцов лития.

Известен способ масс-спектрометрического анализа изотопного состава лития, при котором исследуемый обра.зец в виде водной или спиртовой суспенэии наносится непосредственно на ленту испарителя ионного источника с поверхностной ионизацией, Являясь достаточно простым из-за отсутствия какой-либо предварительной химической подготовки пробы, данный способ не позволяет достигнуть высокой точности измерения. Зто объясняется большой относительной разностью масс изотопов лития, вследствие чего их испарение сопровождается значительным фракционированием и искажением наблюдаемого изотопного состава.

Наиболее близким техническим решением является способ масс-спектрометрического анализа изотопного лития, „„Я0„„1108954 А 1

2 (54) (57) СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕС-..

КОГО АНАЛИЗА ИЗОТОПНОГО СОСТАВА. ЛИТИЯ, включающий предварительный перевод исследуемыхх образцов в иодиц лития, ионизацию образца и последующее разделение и детектирование полученных ио-. нов, отличающийся. тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса анализ а, в анализируемую пробу перед ионизацией вводят иодид аммония в молярном соотношении с иодидом литья не менее 1:1. где с целью уменьшения относительной разности масс испаряющихся частиц и снижения эффектов фракционирования, С, образцы лития предварительно перево дятся в его соль с возможно большим молекулярным в есом, например, др д.

Однако и в этом случае не удается достичь той точности измерений, какой .следовало бы ожидать исходя иэ теоре- ар тической модели процесса испарения, причем разброс получаемых результа- . © тов носит случайный характер и особенно ощутим в начальный период измерения. Причиной этому являются химические реакции на ленте испарителя, вызванные неизбежным присутствием воды в пробе из-за гигроскопичности иодида лития: l il H<0 liOH+Hl 3.

Избежать указанных реакций обычно не удается, так как полное обезвожива:ние иодида лития достигается с большим трудом и требует высоких температур (800-850 С), значительно превышающих температуру плавления образца

1108954

Измеренное значение Li/ Li

Номер опыта

Ч

Проба Р 2 Проба N -3 Проба У 4

Проба h» 1

18,16+0,09

18,24+0,12 18,30+0,07

l8 25+0,08

18,20+0,05

l8 27+0,03

18,20+0, 11 18 >26+0,02

18, 18+0,08 18,28+0 «02

18, 25+0, 05 18, 25+0, 02

18, 31+0,08 18,27+0, 01

18,27+0,05 18,24+0,02

18, 28+0, 02 18, 26+0, 01

18 27+0 02

18,25+0 02

18,26+0,01

18,28+0,02

l8 26+0 01

18,25+0,02

2

4

Корректор С.Шевкун

Редактор С.Титова

Техред А.Кравчук

Заказ 1061 Тираж 310 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 (450 "С) и рабочую температуру ленты испарителя (4500C) . В результате в ионном источнике могут одновременно испаряться как тяжелые молекулы !.! I так и более легкие L !ОН, что приводит к переменному во времени молекулярномуу со ст аву пар а и, с оотв ет ст. венно, к переменным дискриминациям масс, искажающим наблюдаемое изотопное отношение.

Цель изобретения — повышение точности и ускорение процесса анализа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе масс-спектро- !5 метрического анализа изотопного состава лития, включающем предварительный перевод исследуемых образцов в иодид лития, иониэацию и последующее разделение и детектирование полученных ионов, в анализируемую пробу перед ионизацией вводят иодид аммония в молярном соотношении NH I:EII не менее 1: 1.

Присутствие иодьща аммония в про- 25 бе приводит к уменьшению количества образующейся гидро окиси лития из-з а взаимодействия NH I с кристаллизационной водой, а возникающая в небольших количествах гидроокись реагирует с иодистым аммонием и вновь переходит в 1 I за счет происходящих при этом химических ре акций

NH gI +H 0 - NH40H+H l

ИН !+ i OH Li I+NH 0Н.

Таким образом, введение в анализируемую пробу иоднстого аммония пре- пятствует образованию гидроокнси лития и приводит к сохранению постоян- 40 ства молекулярного состава пара в процессе проведения анализа.

В таблице представлены результаты изотопного анализа одного и того же образца лития, из которого были приготовлены четыре пробы: Lil (проба

Р I) LI! +NHqЛ! в соотношении 5: 1 (проба Р 2), Li !+1!Н4! в соотношении 1:1 (проба Ф 3) и Li I+NH41 в соотношении

1:2 (проба N 4) . Номер опыта означает независимое измерение изотопного пространства вновь наносимой пробы лития, каждая из четырех исследуемых проб (1-4) шесть раз наносилась на чистую ленту испарителя и в каждом

I случае проводилась серия из 10-15 измерений.

Результаты анализа для каждого из опытов представляют математическую обработку серии (10-15) единичных измерений. Как видно из таблицы, сходимость результатов анализа, выполненного по предлагаемому способу (проба

N 3) во всех опытах лучше 0,1X в то время как для обычной методики проба Н 1) она составляет 0,3-0,6Х. При этом эквимолярное соотношение добавляемого в пробу иодида аммония является. оптимальным: уменьшение его количества снижает точность получаемых результатов (проба Р 2), а увеличение практически уже не дает никакого дополнительного эффекта (проба N 4) .

Применение данного способа позволяет достаточно просто повысить в несколько раз точность масс-спектрометрического анализа изотопного состава лития,