- Код статьи
- 10.31857/S0044450224100066-1
- DOI
- 10.31857/S0044450224100066
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 79 / Номер выпуска 10
- Страницы
- 1110-1121
- Аннотация
- Рассмотрена возможность изучения методом термодинамического моделирования проявления основных фоновых ионов, образованных главными элементами индуктивно связанной плазмы (H,N, O и Ar), при операционных параметрах режима нормальной (“горячей”) плазмы. Такие ионы,создающие самые сильные спектральные помехи в масс-спектрах, всегда наблюдаются при вводев масс-спектрометры с индуктивно связанной плазмой (МС-ИСП) водных (“влажных”) растворов проб. Методом термодинамического моделирования в диапазоне температур от 3000 до 8000 К рассчитан количественный состав основных фоновых ионов в МС-ИСП в зависимости от температуры плазмы. Проведено его сравнение с экспериментальными данными измерений масс-спектров основных фоновых ионов и показана высокая степень корреляции между теоретическими и экспериментальными результатами. Совпадение расчетов и экспериментов подтверждает правильность использованной термодинамической модели термохимических процессов в МС-ИСП и ее применимость для последующих расчетов при решении аналитических задач. Путем сравнения теоретических и экспериментальных масс-спектров основных фоновых ионов ИСП в нормальном режиме подтверждена возможность однозначной оценки газокинетической температуры плазмы.Установлено, что расчетные и экспериментальные данные по концентрациям только для ионов NO+ не совпадают с закономерностями, отмеченными для других фоновых ионов в режиме нормальной ИСП.
- Ключевые слова
- масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой режим нормальной плазмы основные фоновые ионы операционные параметры прибора газокинетическая температура плазмы термодинамическое моделирование
- Дата публикации
- 14.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 13
Библиография
- 1. Пупышев А.А., Эпова Е.Н. Спектральные помехи полиатомных ионов в методе массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Аналитика и контроль. 2001. Т. 5. № 4. С. 335.
- 2. May T.W., Wiedmeyer R.H. A table of polyatomic interferences in ICP-MS // At. Spectrosc. 1998. V. 19. № 5. P. 150. https://doi.org/10.46770/AS.1998.05.002
- 3. Taylor H.E. Inductively Coupled Plasma MassSpectrometry. Practices and Techniques. Academic Press, 2001. 291 p.
- 4. Пупышев А.А. Однозарядные аргидные ионы ArM+ в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Обзор // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 9. С. 783. https://doi.org/10.31857/S0044450223090116
- 5. Pupyshev A.A. Singly charged argide ArM+ ions in inductively coupled plasma–mass spectrometry // J. Anal. Chem. 1998. V. 53. № 9. P. 783. https://doi.org/10.1134/S1061934823090113
- 6. Houk R.S., Praphairaksit Narong. Dissociation of polyatomic ions in the inductively coupled plasma // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2001. V. 56. P. 1069. https://doi.org/10.1016/S0584-8547 (01)00236-1
- 7. Houk R.S., Svec H.J., Fassel V.A. Mass spectrometric evidence for suprathermal ionization in an inductively coupled argon plasma // Appl. Spectrosc. 1981. V. 35. № 6. Р. 380. https://doi.org/10.1366/000370281473
- 8. Wilson D.A., Vickers G.H., Hieftj G.M. Ionization temperatures in the inductively coupled plasma determined by mass spectrometry // Appl. Spectrosc. 1987. V. 41. № 5. Р. 875. https://doi.org/10.1366/0003702874448139
- 9. Houk R.S., Zhai Yan. Comparison of mass spectrometric and optical measurements of temperature and electron density in the inductively coupled plasma during mass spectrometric sampling // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2001. V. 56. P. 1055. https://doi.org/10.1016/S0584-8547 (01)00202-6
- 10. Evans E.H, Ebdon L., Rowley L. Comparative study of the determination of equilibrium dissociation temperature in inductively coupled plasma-mass spectrometry // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2002. V. 57. P. 741. https://doi.org/10.1016/S0584-8547 (02)00003-4
- 11. Longerich H.P. Mass spectrometric determination of the temperature of an argon inductively coupled plasma from the formation of the singly charged monoxide rare earths and their rnown dissociation energies // J. Anal. At. Spectrom. 1989. V. 4. P. 491. https://doi.org/10.1039/JA9890400491
- 12. Nonose N.S., Matsuda N., Fudagawa N., Kubota M. Some characteristics of polyatomic ion spectra in inductively coupled plasma mass spectrometry // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 1994. V. 49. № 10. P. 955. https://doi.org/10.1016/0584-8547 (94)80084-7
- 13. Ebert C.H., Witte T.M., Houk R.S. Investigation into the behavior of metal-argon polyatomic ions (MAr+) in the extraction region of inductively coupled plasma-mass spectrometry // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2012. V. 76. P. 119. https://doi.org/10.1016/j.sab.2012.06.046
- 14. Tanner S.D. Characterization of ionization and matrix suppression in inductively coupled “cold” plasma mass spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. 1995. V. 10. P. 905. https://doi.org/10.1039/JA9951000905
- 15. Пупышев А.А., Зайцева П.В., Бурылин М.Ю., Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамическое моделирование состава основных фоновых ионов в низкотемпературной (“холодной”) индуктивно связанной плазме // Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. № 8. С. 842
- 16. Huang Mao, Lehn S.A., Andrews E.J., Hieftje G.M. Comparison of electron concentrations, electron temperatures, gas kinetic temperatures, and excitation temperatures in argon ICPs operated at 27 and 40 MHz // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 1997. V. 52. P. 1173. https://doi.org/10.1016/S0584-8547 (97)00007-4
- 17. Tanner S.D., Paul M., Beres S.A., Denoyer E.R. The application of cold conditions for the determination of trace levels of Fe, Ca, K, Na, and Li by ICPMS // At. Spectrosc. 1995. V. 16. № 1. P. 16.
- 18. Трусов Б.Г. TERRA. Программа термодинамического расчета состава фаз произвольных гетерогенных систем, а также их термодинамических и транспортных свойств. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.
- 19. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 96 с.
- 20. Belov G.V., Iorish V.S., Yungman V.S. IVTANTHERMO for Windows — Database on thermodynamic properties and related software // Calphad. 1999. V. 23. № 2. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0364-5916 (99)00023-1
- 21. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические свойства димеров аргона Ar+2 и Ar2 // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 1. С. 42. https://doi.org/10.1134/S0040364419010174
- 22. Maltsev A., Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic properties of Ar+2 and Ar2 argon dimers // High Temp. 2019. V. 57. № 1. P. 37. https://doi.org/10.1134/S0018151X19010176
- 23. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические свойства ArH+ и ArH // Tеплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 3. С. 367. https://doi.org/10.1134/S0040364419020121
- 24. Maltsev M.A, Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic Properties of ArH+ and ArH // High Temp. 2019. V. 57. № 3. P. 335. https://doi.org/10.1134/S0018151X19020123
- 25. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические функции ArO и ArO+ // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. № 2. С. 202. https://doi.org/10.31857/S0040364420020131
- 26. Maltsev A., Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic functions of ArO and ArO+ // High Temp. 2020. V. 58. № 2. P. 184. https://doi.org/10.1134/S0018151X20020133
- 27. Maltcev M.A., Aksenova S.A., Morozov I.V., Minenkov Y., Osina E.L. Ab initio calculations of the interaction potentials and thermodynamic functions for ArN and ArN+ // J. Comput. Chem. 2023. V. 44. № 12. P. 1189. https://doi.org/10.1002/jcc.27078
- 28. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Массспектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 276 с.
- 29. HSC Chemistry® 6.0. Chemical Reaction and Equilibrium Software with Extensive Thermochemical Database and Flowsheet Simulation. Outokumpy research, Finland. 2006.
- 30. HSC Chemistry 8.0. Outokumpy research. Finland, 2014.
- 31. NIST-JANAF Thermochemical Tables. 4th Ed. / J. Phys. Chem. Ref. Data. Monograph № 9 / Ed. Chase M.V. USA: American Chemical Society and the American Institute of Physics, 1998. 1961 p.
