Способ массо-спектрометрического определения изотопной концентрации углерода в метаноле

 

СПОСОБ МАССОСПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА В МЕТАНОЛЕ, включающий ионизацию вещества, разделение по отношению АЛ/t и измерение интенсивности исследуемых пиков. отличающийся тем, что, с целью повышения точности, экспрессное ти и упрощения анализа, измеряют одновременно интенсивности пиков ионных токов 3 с массовыми числами 31, 32, 33 н 34 и отношение изотопных концентраций углерода J у определяют из выражения 1JC (j,j.(,,}A(j,,-o,oofl2ffJ,j-0 ,OOm2J,,)J-{J,,-0,00«15a3j-0,0020W -0 ,OOOOOSJj,)0, а изотопную концентрацию углерода13 в процентах определяют из соот (Л ношения J ;х. оо %. «г

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н Ol J 4 26

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф 1

I ,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -:

К ABTOPGKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3673578/24-21 (22). 20.12,83 (46) 07.11.85. Бюл. 9 41 (72) К.Г. Орджоникидзе, М.Н. Кернер и Л.П. Парулава (53) 621.384(088.8) (561 Беснон Дж. Массоспектрометрия и ее применение в органической химии. — М.: Мир, 1964, с. 356.

Там же. с..133-134.

Х

J ec J4 (54)(57) СПОСОБ МАССОСПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПНОИ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА В МЕТАНОЛЕ, winoчающий ионизацию вещества, разделение по отношению М /Ф и измерение интенсивности исследуемых пиков, ÄÄSUÄÄ 0427 A отличающийся тем,что, с целью повышения точности, экспрессности и упрощения анализа, измеряют одновременно интенсивности пиков ионных токов Э с массовыми числами 31, 32, 33 и 34 и отношение изотопных концентраций углерода с — — определяют из выражения

3 У -IJ -ООЬИЖ3)))3+(3 -0,00(12f JI2

-О,ОО2ОаЗз,) J-(З -0,ЬМта; P,PP2oÈË, - 0,0000053))) О, а изотопную концентрацию углерода13 в процентах определяют из соотношения

119042? ираж 678 Подписное

Изобретение относится к области изотопного анализа элементов массоспектрометрическим методом и может быть использовано в качестве контроля технологических процессов при 5 синтезе метанола, меченого изотопом углерод-13, а также при научных исследованиях вобласти применения ме— танола,меченого изотопом углерод-13.

Цель изобретения — повышение точ- !О ности, экспрессности и упрощения анализа засчет исключениядополнитель— ного процессаперевода метанола вдвуокись углеродаили окисьуглерода, В качестве рабочего вещества ис- !5 пользуют. непосредственно метанол, который при ионизации электронным ударом фрагментируется. После разделения ионов в анализаторе массоспектрометра регистрируют интенсив- 20 ность пиков ионных токов 1 с массовыми числами 31, 32, 33 и 34, где 1 = Э2 СН 1 0;

Э1 Э

1Э Сц 1 0э, . >2Сц >4 (дт °

ЭЭ Э + Э

ЭЭСИ !с0ц++ >2Сци Оц+.

ЭЭ 1 Э + Э 2н

) э4 СЦ ОЦ

Э 2

Фон на 32 массовой линии устраняется вымораживанием метанола непосредственно в ампуле напуска при температуре не более -64 С с послеЗО дующей ее откачкой до остаточного давления газов не более 3-10 Па.

Принимаются ввиду следующие условия.

Изотопная концентрация углерода

35 при фрагментации не меняется, поэтому все фрагменты метанола сохраняют исходные изотопные концентрации углерода и отношения: нсн о" "сн,он " сн,он, 40

11cH)0 нсн Он сн сн

= const (1).

Интенсивности ионных токов молекулярных, фрагментных и протонированных изотопных форм пропорцио — 45 нальны произведениям вероятностей их образования иа концентрации соответстээующих изотопов.

С помощью этих условий и экспериментально фиксированных интен- 50 сивностей пиков ионных токов с массовыми числами 31 и 34 учитываются содержащие компоненты изотопных форм фрагментов н протонированных ионов метанола в молекулярных массо- 55

ВНИИПИ Заказ 6996/54 Т вых линиях. Благодаря этому отношение изотопных концентраций углерода Х >з С

Х "эС в анализируемой пробе определяется решением кубического уравнения вида, выводимого на основании соотношения (1) у У -(352-0,00!!253Э» ) ) +pЭЭ р 00!125 Э2

0 0o20$23> ) у-(Эц-0,00(1153 g 02 3„

-0,000005.7 „)=p> (3) >Ç 12 где Хс, Хс — изотопные концентрации углерода-13 и углерода-12 соответственно. Численные коэффициенты учитывают природную распространенность изотопов кислорода и водорода и находятся из табличных данных.

Изотопная концентрация углерода-13 в процентах вычисляется по формуле

У .100 (4) у+!

Пример . Проводится определение изотопной концентрации углерода в метаноле с природным содержанием углерода на массоспектрометре МИ вЂ 12. Для этого в баллон напуска наливают 0,02 r метанола и присоединяют к блоку вентилей массоспектрометра. Проба замораживается в баллоне напуска с помощью жидкого азота и откачивается до остаточного давления газов 10 4 Па, после этого баллон напуска прогревается до 20 С и пары метанола напускаются в массоспектрометр. Производятся измерения интенсивностей пиков с массовыми числами 3! — 34.

Решение кубического уравнения и определение изотопной концентрации углерода-13 проводится с помощью микро 3BN "Искра-125". Весь процесс анализа длится 30 мин.

Полученный результат изотопной концентрации углерода-!3 (1,!08 +

+0,006) хорошо согласуется с табличными данными и тем самым подтверждает справедливость предлагаемого способа.

С помощью предлагаемого способа определяются концентрации изотопа углерод-13 в метаноле от 1,108 до

307. с точностью (0,5-0,2) отн.7 соответственно.

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4