Способ идентификации химических соединений

Способ идентификации химических соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет проводить обнаружение химических соединений с помощью метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Сущность изобретения состоит в двухчастотном воздействии на анализируемый твердый материал. Для этого вещество облучают серией радиочастотных импульсов. Сигнал индукции, появляющийся после каждого импульса, многократно суммируется . Точность обнаружения вещества определяется по эффекту захвата, т.е. по изменению амплитуды сигнала индукции при двухчастотном воздействии (воздействии на образец основной многоимпульсной серии, создающей регистрирующий сигнал ЯКР на данной частоте, и насыщающего импульса на другой частоте, действующего в интервале между первым и вторым импульсани основной серии). (Л :о о :о ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (50 4 G 01 N 24 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3854917/31-25 (22) 13. 02. 85 (46) 15.04.87.. Бюл. У 14 (71) Калининградский государственный университет (72) Г.В.Мозжухин и В.С.Гречишкин (53) 539.2.21(088.8) (56) Драго Р. Физические методы в химии, М.: Мир, т.2, 1981, с.265.

Авторское свидетельство СССР

Р 958935, кл. G 01 N 24/00, 1982. (54) СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет проводить обнаружение химических соединений с помощью метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) . Сущность изобретения состоит в двухчастотном воздействии на анализируемый твердый материал. Для этого вещество облучают серией радиочастотных импульсов. Сигнал индукции, появляющийся после каждого импульса, многократно суммируется. Точность обнаружения вещества определяется по эффекту захвата т.е ° по изменению амплитуды сигнала индукции при двухчастотном воздействии (воздействии на образец основной многоимпульсной серии, создающей регистрирующий сигнал ЯКР на данной частоте, и насьпцающего импульса на другой частоте, действующего в интервале между первым и вторым импульсами основной серии), 1 1303

Изобретение. относится к ядерному квадрупольному резонансу и может быть использовано для анализа материалов с помощью метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР).

Цель — повышение экспрессности способа и возможности однозначного определения химического соединения в многокомпонентном образце.

На многоуровневую квадрупольную сис-.10 тему многокомпонентного образца воздей-, ствуют одночастотной многоимпульсной серией импульсов радиочастотного поля с подготовительным импульсом, сдинутым йо фазе на 90 относительно других 15

f 90 и

t„- (ь — t„- ь ), где tÄ - длительность импульса; ь — временной интервал между импульсом в серии ь (< Т2 (Т вЂ” время спин-спиновой релаксации 20

2 системы); и — номер импульса в серии.

При совпадении частоты заполнения серии 3, с частотой одного из переходов квадрупольной системы возникают сигналы ЯКР (в данном случае сигнал эхо),25

Увеличение отношения сигнал/шум для таких сигналов эхо производится путем накопления сигналов эхо с шумом после каждого импульса. После быстрого обнаружения сигнала ЯКР на час- 30 тоте, из банка данных ЯКР запрашиваются сведения о возможных химических соединениях, в спектре которых имеется частота 1, . Наличие двух частот ЯКР 1, и )2 принадлежащих одному 35 химическому соединению, позволяет его идентифицировать. Для уточнения значения 2 на образец воздействуют двухчастотной серией, состоящей из основной многоимпульсной серии одинаковых 40 импульсов с подготовительным импульсом, скинутым по фазе на 90 отноо сительно других на частоте (t

1 l1 и (о — t — ь ) ) и насьпцающего ими

45 пульса на частоте на смежном переходе, действующим после первого подготовительного импульса (длительность этого насыщающего импульса c ).

При совпадении частоты Э с частотой

ЯКР химического соединения сигнал

ЯКР на частоте ) изменяется по интенсивности, т.е ° наблюдается эффект

"захвата". т

В случае спина I I ЯКР азота М при действии на частоте ч и ч (где

4+ и » — высокочастотный и низкочастотный квадрупольные переходы) происходит ослабление сигналов. Од915 2 ночастотная и двухчастотная серии действуют за время периода (время цикла) t Т, (Т< — время спин-решеточных релаксаций). Время между одночастотной и двухчастотной сериями с = (3-5) Т,, Время цикла с определяется числом импульсов п в серии, временем между импульсами 2с (I, Т ), В случае действия многоимпульсной серии происходит переход вектора намагниченности ядерной индукции во вращающуюся систему координат. При этом возникает незатухающий сигнал

ЯКР за счет действия радиочастотных импульсов. Действие насьпцающего импульса на смежном переходе приводит к насьпцению перехода, изменению разности населенностей уровней, нарушает фазовую когерентность прецессирующих спинов во вращающейся системе координат, тем самым уменьшая интенсивность сигнала.

Пример. При исследовании смеси азотсодержащих веществ наблюдались сигналы ЯКР на частотах

= 4,929 МГц, 4 = 3,757 МГц, 2,913 МГц, = 2,347 МГц .при ?7 К.

Диапазон частот ЯКР азотсодержащих соединений 0,,5-5 МГц. Полное время поиска сигналов t llplldf = 5 кГц и время включения серии через 2 мин составляет 30 ч (ь f — ширина линии ЯКР) .

Данные частоты принадлежат нитриту натрия NaNO2 и мочевине СО(МН ) . Для поиска конкретного вещества, например

МаИ02, подвергаем образец воздействию на частоте 4< = 4,929 МГц. При обнаружении сигнала ЯКР обращаемся к банку данных. Данная частота ЯКР может входить в спектр двух соединений МаМО9 и AH« No. частоты NaN02 при 77 к

4,929 МГц, 4 = 3,757 МГц. В

С Н 1 ИО 4+,= 4,930 МГц, 9 = 2,6072.

Частоты т этих соединений попадают в полосу пропускания спектрометра ЯКР.

Ширина линии ЯКР достигает несколько килогерц. Для точного определения вещества необходимо пройти весь спектр.

Это связано с тем, что в случае смеси соединений их частоты в спектре образуют сложную картину и некоторые частоты спектров других соединерий могут попацать на частоту Q NANO> . Поэтому одночастотное обнаружение сигнала на частоте т = 3,757 МГц не является указанием на обнаружение NaNO2 . Воздействие двухчастотной серии описанной вьппе при, = 1+, 12 = «1 привоФормула и зо бр ет ения

Составитель С. Варламов

Редактор А;Долинич Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 1302/44

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4.

3 1 о39 дит к резкому ослаблению сигнала ЯКР на частоте (" эффект захвата"). Это позволяет уверенно утверждать, что эти две частоты принадлежат одному соединению. 5

Использование двухчастотного способа идентификации химических соединений позволяет производить быстрое однозначное: определение конкретного химического соединения по двум час- 10 тотам ЯКР. В этом случае нет необходимости получения спектра ЯКР во всем диапазоне возможных частот и последующего анализа спектра. Это сокращает время для поиска конкретного хи- 15 мического соединения, имеющего в спектре ЯКР данные две частоты. Данный метод может найти применение в химии, химической промышленности, в геологии при анализе многокомпонент- 20 ных смесей.

Способ идентификации химических 25 соединений, включающий поиск одной! - 4 из линий, спектра ЯКР исследуемого образца путем воздействия на него многоимпульсной одночастотной серией

P адиоимпульсов с подготовительным имо пульсом, сдвинутым по фазе на 90 относительно последующих, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения экспрессности способа и возможности однозначного определения химического соединения в многокомпонентном образце, в банке данных ЯКР выбирают химические соединения, спектры которых содержат компоненту на найденной частоте 4 для каждого из выбранных соединений в банке данных находят вторую частоту, связанную общим энергетическим уровнем с 1,, воздействуют на образец высокочастотным полем на частоте 1, в виде серии ра,диоимпульсов и насыщающим импульсом на частоте 1 в интервале между первым и вторым импульсом указанной серии, и по изменению сигнала ЯКР на частоте, судят о наличии в образце химического соединения с резонансными частотами ЯКР 1, и 4z °