Способ определения иодистого серебра в аэрозоле Советский патент 1986 года по МПК H01J49/26 G01N27/62 

тивности линии, лексных ионов

I

Изобретение относится к масс-спек трометрии, а именно к масс-спектро- метрическому анализу Agl в пробах аэрозолей.

Йодистое серебро используется как льдообразующий реагент при проведении активных воздействий на облачные системы в целях изменения характера вьтадения нежелательных осадков. При благоприятных условиях Agl и продукт его разложения, являясь химическими загрязнителями атмосферы, могут переноситься на большие расстояния и, выпадая с осадками на почву, приводить ее к загрязнению.

Целью изобретения является повышение чувствительности способа определения йодистого серебра в пробах аэрозолей, состоящих из атмосферных вьтадений.

Увеличение чувствительности способа происходит за счет увеличения ак- i, состоящей из комп- и являющейся индикаторной, по сравнению с интен- сивностью наиболее сильной линии в масс-спектре чистого Agl. Получение ионов типа.AgKI возможно только при добавлении в пробу KI. Добавки солей других щелочных элементов, как пока- зали опыты, не приводят к желаемьм результатам.

Для образования комплексного соединения водный раствор необходимо . нагреть до температуры не менее 80°С так как при меньших температурах процесс замедляет.ся или не происходит вообще; при температурах выше начинается испарение воды, что приводит к изменению концентрации раствора и нарушению процесса образования комплексного соединения pAgI + Kl3. При концентрации KI меньше 0,8 моль появляется избыток воды, требующий затрат времени на испарение; концентрация KI более 1,0 моль близка к предельной, обеспечивающей прохождение реакхщи образования комплекса при температуре, близкой к 100°С. Соотношение концентраций Agl и KI диктуется требованием, чтобы все имеющиеся в пробе молекулы Agl вопши в состав комплексного соединения, а не оставались в первоначальном состоянии. В случае смеси моле- кул Agl и KI минимальное превьш1ение количества молекул KI над количеством молекул Agl составляет

10 раз.

5 О 5

20

5 30

5 5

0

5

0

1602

, При увеличении соотношения ,З 2 10 в смеси остается свободный KI, который бесполезен, увеличивает объем пробы и мешает проведению анализа.

Температура сушки готового комплексного соединения Agl + KlJ в диапазоне 100-120 С обусловлена оптимальной скоростью процесса. Ниже сушка нецелесообразна, так как увеличивается время процесса. При более высоких температурах возможно разложение комплексного соединения . Использование смеси для анализа без сзгщки ведет к сильному газоотделению и нарушению вакуума в масс-спектрометре.

Полученное таким способом комплексное соединение Agl + KI дает масс- спектр, содержащий линии ионов AgKI.

Таким образом, каждый из признаков является необходимым, а все вместе они достаточны для повьш1ения чувствительности.

На чертеже представлены зависимости полного тока линии от времени нагрева проб комплексов Agl + KI с содержанием Agl (кривая 1), 2-1СГ г Agl (кривая 2) и Agl (кривая 3) при полном весе каждой пробы 1 мг.

Пример. Согласно предлагаемому способу в пробу аэрозоля, содержащего Agl, добавляли нагретый до 90°С водный раствор KI с концентрацией 0,9 моль. Дпя перевода всех молекул Agl в ко 1плексное соединение число молекул KI в растворе должно превьш1ать количество молекул Agl в 1,510 раз, что контролировалось весовым методом, либо введением заведомого избытка KI при неизвестных микроколичествах Agl в пробе. Далее смесь высушивалась при ПО С и полученное комплексное соединение использовалось в качестве пробы для масс- спектрометрического анализа.

Согласно предлагаемому способу испарение приготовленньпс проб проводилось в источнике с электронньм ударом.

Исследуемая проба в виде комплекса Agl + KI в количестве 1 мг помещалась в кварцевый микротигель, снаб- . женный термопарой, который в свою очередь вставляется в печь с нагревателем из вольфрамовой проволоки. Печь с микротиглем располагалась в

непосредственной близости от камеры ионизации. Источником электронов служила вольфрамовая нить.

Температура пробы плавно (в течение 5-10 мин) доводилась до 400 CJ и образовавшиеся при этом пары поступали в камеру ионизации. Энергия ионизирующих электронов составляла эВ.

О количестве Agl в пробе судили по величине индикаторной линии с мае совым числом 273 а.е.м., соответствующей ионам и имеющей максимальную интенсивность в масс- спектре.

Площадь, ограниченная кривой тока

-Ю7, 39 ,,- II T-

ИОНОВ линии Ag к I , за время полного испарения пробы (10-40 мин, в звисимости от скорости нагрева и величины пробы) пропорциональна количест

ву Agl и может служить мерой его содержания в пробе.

При наличии эталонов с известным количеством Agl в пробе погрешность измерения сводится к погрешности определения площадей, ограниченных к кривыми полного тока индикаторной линии . Форма кривой полного тока может быть произвольной и зависит от скорости изменения температу- ры образца.

Среднеквадратичное отклонение для пяти независимых измерений одной и той же пробы с содержанием Agl составило б 25%.

Для выяснения абсолютной чувствительности способа в широком диапазоне изменения концентраций Agl в аэрозоле с помощью комплекса С Agl +Kl был составлен ряд проб с известным содержанием Agl (эталоны с содержа10 г

нием - от

10 до

10 г на 1 мг

пробы). Опыты показали, что в указанном диапазрне изменения количества Agl в пробе возможно его количественное определение. В процессе работы исследовались реальные пробы атмосферных выпадений с целью выяснения влияния их состава и примесей на анализ Agl, а также искусственно приготовленные пробы, состоящие из атмосферных выпадений и йодистого серебра при различных их соотношениях.

Опыты показали, что большинство атмосферных примесей состоит из минеральных частиц, не создающих помех при анализе. Примеси органического происхождения, которые могут создавать мультиплетные лИнии с линиями AgKI, испаряются при меньщих температурах и также не оказьшают мешающего действия. Таким образом бьша показана независимость результатов измерений от примесей, имеющихся в пробах атмосферных аэрозолей

По сравнению с известным способом определения Agl предлагаемый способ повышает чувствительность определения Agl в атмосферных аэрозолях в 10 раз (известным методом возможно рпределение Agl в пробе аэрозоля до г, предлагаемым способом до

Кроме того, при масс-спектромет- рическом анализе Agl в виде комплексного соединения Agl Kll в качестве индикаторной, линии масс-спектра служит линия с массовым числом 273 а.е.м. вместо наиболее интенсивзо

ной линии Ag 1„

35

40

45

50

С массовым числом

- О L

577 а.е.м. в случае анализа проб чистого Agl, что существенно снижает требование к разрешающей способности применяемого масс-спектрометра,

Формула изобретений

Способ определения йодистого серебра в аэрозоле путем отбора пробы, нагрева ее, напуска образовавшихся паров в ионизационную камеру источника и масс-спектрометрического анализа, отличающийся, тем, что, с целью повышения чувствительности, перед нагревом в пробу вещества, содержащего Agl, добавляют нагретый до температуры вО-ЮО С водный раствор KI с концентрацией 0,8- 1,О моль до получения в смеси соотношения 3 (J,0-2,0)- 10% смесь высушивают при ЮО-ПО С и о количестве Agl в высушенной смеси судят по соотношению величины линии масс- спектра ионов ° Ag V исследуемой пробы, где N, - число молекул KI; NA 1 - число молекул Agl,

9

i

rt

100so so

t)

K

I 20

Ю

Составитель A. Кудрявцев Редактор Н. Швыдкая Техред ТВ. Кадар; Корректор С. Черни,

ааказ 2291/52 Тираж 643Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

2030ffO

Время HQtpfto проЬы мин

Изобретение относится к области масс-спектрометрии. Цепь изобретения - пов1лоение чувствительности при определения Agl в пробах аэрозолей, состоящих из атмосферных выпадений. В пробу вещества, содержащего Agl, добавляют нагретый до температуры 80-100 с водный раствор KI с концентрацией 0,8-1,0 моль до получения в смеси отношения N: /N 3, (1,0-2,0)«10 , где N(.j - число молекул KIj Нд f чис- . ло молекул Agl. Полученный комтшекс пробы плавно в течение 5-10 мин доводят до температуры . Образовавшиеся пары поступают в камеру ионизации. Энергия ионизирующих электронов составляет «50 эВ. О количестве Agl судят по величине индикаторной линии с массовым числом 273 а.е.м., соответствующей ионам Ag лС 1 и именяцей максимальную интенсивность в масс-спектрометре. 1 ил. (О (Л N) to оо ак