Изучение работы хромато-эффузио-масс-спектрометра. - 6 стр.

длина свободного пробега молекул в объёме значительно больше размера
отверстия, через которое вытекает газ. Основной физической особенностью
таких течений является то, что столкновения молекул в них практически не
играют роли, откуда в частности и следует, что каждое вещество из смеси
вытекает независимо от присутствия других веществ.
    Падение давления газа в эффузионной камере в зависимости от времени
откачки будет определяться следующим законом:
                                          ⎛ S t⎞
                                P = P0 exp⎜ − э ⎟ ,                        (1)
                                          ⎝ V ⎠
       где P0 - давление газа в эффузиометрической камере в момент времени
t 0 = 0 ; V - объём эффузионной камеры; t - время откачки эффузионной камеры,
                                                                            1

в течение которого рассматривается падение давления от P0 до P ; S э = ⎛⎜ ⎞⎟ -
                                                                         Ta 2
                                                                        ⎝M ⎠
скорость откачки газа из эффузионной камеры, T - температура газа в камере,
M - молекулярный вес газа, a - постоянная, зависящая от размеров отверстия,
через которое откачивается газ.
    Дополнительным преимуществом масс-спектрометра, как детектора на
выходе эффузионной камеры, является в принципе полная независимость
показателя степени в экспоненциальном законе спадания сигнала от
характеристик масс-спектрометра. Поэтому нет необходимости для измерения
молекулярного веса знать абсолютную величину сигнала.
    Т.к. истечение газа из камеры тоже является кнудсеновским и,
следовательно, ионный ток, который пропорционален изменению парциального
давления согласно формуле (1) будет определяться законом:
                                                 1
                                    ⎛ a ⎞ ⎛ T ⎞2
                         I = I 0 exp⎜ − ⎟ ⋅ ⎜ ⎟ ,                          (2)
                                    ⎝ V ⎠ ⎝M ⎠
    где I 0 и I ионные токи, соответствующие давлению компонента смеси в
начальный момент времени t 0 и в момент времени t соответственно.
    Выражение
                                      1
                            V    ⎛ M ⎞2
                                ⋅⎜ ⎟ =τ                                    (3)
                            a    ⎝T ⎠
    есть постоянная времени вытекания данного вещества, т.е. время, в
течение которого давление в эффузионной камере упадёт в "е" раз.
    Определение молекулярного веса вещества производится по снятой кривой
эффузионного вещества (рис. 1).




                                          Рис. 1.
                                          6