Е.А. Иньков 1, А.Н. Ермаков 1,И.А. Коробейникова 1, Г.Б. Прончев 2. 1 Институт энергетических проблем химической физики РАН 2 Московский государственный открытый педагогический университет им.М.А.Шолохова Вторично-ионная масс-спектрометрия замороженных водных растворов солей железа.

Формирование кислотных дождей SO 2 NO 2 NO 2 О к и с л е н и е

SO 2(gas) H 2 SO 4(aq) [O] H 2 O

FAB A +, A -, A 0 B+B+ B-B- B0B0 e-e- hνhν

Схема масс-спектрометра 1 – патрубок, 2 – катод, 3 – ионизационная камера, 4 – отклоняющий магнит, 5 – мишень, 6 – ионный источник, 7 – система линз, 8 – труба анализатора, 9 – секторный магнит, 10 –энергоанализатор, 11 – выходная щель, 13 – фотоэлектронный умножитель, 12 – детектор полного ионного тока.

Схема держателя мишени 1 – металлическая рамка, 2 – шток, 3 – держатель образцов, 4 – нейлоновая нить, 5 – металлическая нить.

Отношения I 56 /I 28 = Интенсивностью эмиссии Fe 2+ (H 2 O) 5 (m/z = 73) можно пренебречь, т. к. m/z = 73 ( 56 FeOH +, H + (H 2 O) 4 )

Разделение «протонной» и «железной» составляющей m/z = FeOH +, H + (H 2 O) 4 I 73 /I 71 = f([Fe 2+ ] 0 ) I 71 – интенсивность линии иона 54 FeOH +, [Fe 2+ ] 0 – концентрация ионов двухвалентного железа, равная концентрации FeSO 4.

Зависимость I 73 /I 71 от концентрации FeSO 4

Уравнения I FeOH + = 15.5 I 71 и I H + (H 2 O) 4 = I 73 – 15.5 I 71 Выражая интенсивность эмиссии иона 56 FeOH + через интенсивность эмиссии иона 54 FeOH + (m/z = 71) с помощью изотопного соотношения будем иметь Полученное уравнение позволяет рассчитать интенсивность линии протонных кластеров H + (H 2 O) 4 для разных концентраций соли.

Уравнения I H + (H 2 O) 4 ([Fe 2+ ] 0 = 0) = 377 I 73 = 363 I H + (H 2 O) 4 / I([Fe 2+ ] 0 = 0) = -797[Fe 2+ ] + 1 I H + (H 2 O) 3 = [Fe 2+ ] I H + (H 2 O) 3 = 98 I 54 =(H 2 O) 3 + = 8

Выводы Таким образом, проведенные исследования указывают на возможность продуктивного использования вторично-ионной масс- спектрометрии в анализе содержания в водных растворах ионов железа. Метод позволяет диа- гностировать ионы железа в концентрациях, отвечающих их натурному содержанию в дожде- вой и облачной влаге. Для дискриминации с помощью этого метода валентных состояний ионов железа необходимы дальнейшие экспери- менты.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта-победителя 7-го Конкурса- экспертизы научных проектов молодых ученых РАН по фундаментальным и прикладным исследованиям и гранта Президента РФ поддержки научных школ (НШ ).