Способ масс-спектрометрического анализа воды особой степени чистоты

 

СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВОДЫ ОСОБОЙ СТЕПЕНИ ЧИСТОТЫ, включающий замораживание пробы, атоматизацию и ионизацию вещества пробы импульсным пучком высокоэнергетичных электронов при высокочастотиом искровом разряде между противоэлектродом и поверхностью замороженной пробы с последующим разделением и регистрацией определяемых ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, пробу после замораживания подвергают сублимации на 20- 80% при температуре от -5 до -40°С и давлении 1 -100 Па.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1171870 (51)4 Н 01 J 49 26

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3696649/24-21 (22) 03.02.84 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) А. Г. Этингер и М. С. Чупахин (53) 621.384.8 (088.8) (56) Журнал аналитической химии, т. 28, № 9, с. 1690 — 1695, 1973.

Приборы и техника эксперимента, 1982, № 1, с. 164 — 166. (54) (57) СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВОДЫ ОСОБОЙ

СТЕПЕНИ ЧИСТОТЫ, включающий замораживание пробы, атоматизацию и ионизацию вещества пробы импульсным пучком высокоэнергетичных электронов при высокочастотном искровом разряде между противоэлектродом и поверхностью замороженной пробы с последующим разделением и регистрацией определяемых ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, пробу после замораживания подвергают сублимации на 20—

80% при температуре от — 5 до — 40 С и давлении 1 — 100 Па.

1171870

Концентрация, Х 10 "ат.7.

Элементпримесь

Введено Найдено

3,1+0,7

2,2+0,6

8х

1,8 — 0,5

3,4+1,0 l,8+ 0,5

3,4

2,0

2,8

2,0

Со

3,0

1,5

Составитель И. Некрасов

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор М. Макси мишинец

Заказ 4874/45 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения микропримесей в воде особой степени чистоты методом искровой масспектрометрии.

Цель изобретения — повышение чувствительности анализа.

При сублимации воды с поверхности замороженной пробы при температу.ре ниже температуры тройной точки и низком давлении исключена возможность образования в системе жидкой фазы. Таким образом, исключен капельно-жидкий вынос примесей, перераспределение примесей между поверхностью и объемом пробы; при низних температурах менее вероятно испарение легколетучих примесей. Следовательно, после сублимации на поверхности оставшейся части пробы сконцентрируются примеси из всего сублимированного объема.

Коэффициент, концентрирования равен отношению сублимированного объема к объему, используемому при масс-спектрометрическом анализе. Искровая масс-спектрометрия позволяет при анализе снимать слой пробы толщиной до 10 мкм. Сублимируя часть пробы толщиной 1 см, можно получить коэффициент концентрирования более 1000. Концентрация примесей в объеме пробы всегда в 100 — 1000 раз меньше поверхностной концентрации по всем элементам. Так как подложкой для концентрата примесей является анализируемая проба, вклад подложки находится на уровне 0,1-—-!

% и не ухудшает пределы обнаружения. По той же причине невозможно заметное селективное обогащение масс-спектра примесными элементами из объема пробы, что ведет к повышению правильности масс-спектрометрических результатов. Выбор температурного режима сублимации обусловлен тем, что, с одной стороны, следует исключить возможность образования жидкой фазы в системе, а с другой сторонь1 должно быть достаточно высокое давление пара над льдом

Доля сублимированной воды не может быть меньше 20%, чтобы получить необходимую степень концентрирования, и не более 80%, чтобы в процессе анализа не происходил электрический пробой пробы. Давление должно быть в пределах 1--100 Па из условий обеспечения необходи..«огi) давления пара надо льдо..:.

Пример. Для масс-спектрометрического анализа пробу особо чистой воды с примесями, введенными на уровне 10 ат.%, помещают в цилиндрический стаканчик диаметром

12 мм и высотой 5 мм, замораживают и на

50% сублимируют при температуре — 15 С и давление 10 Па. После сублимации пробу охлаждают до — — 80 С и анализируют в массспектрометре MS- 702R при амплитуде пробойного напряжения 2 — -2,5 кВ, длительности радиочастотного импульсd 200 мкс и частоте следования импульсов 30 Гц. Масс-спектры регистрируют на фотопластинках.

Результаты масс-спектрометрического анализа представле":û в таблице. х) Fe использовался в качестве внутреннего стандарта.

Предлагаемый способ обладает высокой правильностью и чувствительностью, которая достигает 10 з ат.%.