इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण

इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण एक गैस चरण परमाणु या अणु का आयनीकरण है जो एक इलेक्ट्रॉन के लगाव से ${\ce {A^-}}$ स्वरुप का एक आयन बनाने के लिए होता है। प्रतिक्रिया निम्नलिखित है

${\ce {A + e^- ->[M]A^-}}$

जहां > चिह्न के ऊपर M दर्शाता है कि ऊर्जा और संवेग के संरक्षण के लिए एक तीसरे निकाय की आवश्यकता है (प्रतिक्रिया की आणविकता तीन है)।

रासायनिक आयनीकरण के साथ संयोजन में इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण का उपयोग किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉन-प्रग्रहण द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी

इलेक्ट्रॉन-प्रग्रहण द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी (EC-MS) द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी का एक प्रकार है जो सकारात्मक इलेक्ट्रान बन्धुता वाले रासायनिक यौगिकों से नकारात्मक आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण का उपयोग करता है। दृष्टिकोण इलेक्ट्रॉनरागी के लिए विशेष रूप से प्रभावी है। इलेक्ट्रॉन आयनीकरण के विपरीत, ईसी-एमएस गैस निर्वहन में कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। ईसी-एमएस इलेक्ट्रॉन आयनीकरण की तुलना में अणुओं के कम विखंडन (द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी) का कारण होगा।

नकारात्मक आयन गठन

अनुनाद इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण

अनुनाद इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण गैर-विघटनकारी ईसी के रूप में भी जाना जाता है। यौगिक एक मौलिक (रसायन विज्ञान) आयन बनाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन को पकड़ता है। इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा लगभग 0 eV होती है। इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन आयनीकरण स्रोत में विमंदक गैस जैसे H₂, CH₄, i-C₄H₁₀, NH₃, N₂, और Ar के साथ बनाया जा सकता है। आयन द्वारा इलेक्ट्रॉन को प्रग्रहण करने के बाद, गठित परिसर टकराव के उपरान्त स्थिर हो सकता है और एक स्थिर आयन उत्पन्न कर सकता है जिसे मास वर्णक्रममापी में पता लगाया जा सकता है।

AB + e⁻ → AB^−•

वियोजनी अनुनाद प्रग्रहण

वियोजनी अनुनाद प्रग्रहण में, यौगिक टुकड़े जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण पृथक्करण (ईसीडी) होता है। ईसीडी एक ऋणायन टुकड़ा और एक कट्टरपंथी टुकड़ा बनाता है। इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा 0-15 ईवी से होती है, लेकिन यौगिक के आधार पर इष्टतम ऊर्जा भिन्न हो सकती है।

${\ce {AB{}+e^{-}->A^{-}{}+B^{\bullet }}}$

आयन-युग्म निर्माण

10 ev से अधिक ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ, आयन-जोड़ी के गठन के माध्यम से नकारात्मक आयन भी बन सकते हैं।

AB + e⁻ → A⁻ + B⁺ + e⁻

द्रव्यमान वर्णक्रममापी का अंशांकन इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण प्रकार में महत्वपूर्ण है। ईसी-एमएस में पुनरुत्पादन सुनिश्चित करने के लिए एक अंशांकन यौगिक की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि उपयोग किया जाने वाला द्रव्यमान सही है और आयनों के समूह नियमित रूप से स्थिर हैं।

ECI में विखंडन का अध्ययन अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी द्वारा किया गया है।

तकनीक का उपयोग गैस वर्णलेखन-द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी के साथ किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण संसूचक

इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण संसूचक से जुड़े गैस वर्णलेख का आरेख

आयनीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनों को उत्पन्न करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण संसूचक प्रायः एक रेडियोधर्मी स्रोत का उपयोग करता है। उपयोग किए गए रेडियोधर्मी समस्थानिकों के कुछ उदाहरण 3H, 63Ni, 85Kr और 90Sr हैं। संसूचक कक्ष में गैस विकिरण कणों द्वारा आयनित होती है। नाइट्रोजन, आर्गन और हीलियम ईसीडी में इस्तेमाल होने वाली सामान्य वाहक गैसें हैं। मितस्थायी आयनों में तत्काल रूपांतरण को रोकने के लिए आर्गन और हीलियम को मीथेन जैसी अन्य गैस के साथ मिलाने की आवश्यकता होती है। संयोजन मितस्थायी आयनों (10−6 सेकंड) के जीवनकाल का विस्तार करेगा। टक्करों के उपरान्त मीथेन इलेक्ट्रॉनों को ठंडा कर देगी। [8] मीथेन के अतिरिक्त उच्च दबाव में नकारात्मक आयन बनाने की क्षमता में वृद्धि होगी क्योंकि यह तापीय ऊर्जा को आयनों के ऊर्जा वितरण के समान होने के लिए समायोजित करेगा। मीथेन सबसे सामान्य गैस है जिसका उपयोग किया जाता है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनों से टकराने पर कई सकारात्मक आयन उत्पन्न कर सकती है। ये सकारात्मक आयन तब आयनीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों का निर्माण करेंगे

अनुप्रयोग

EC-MS (इलेक्ट्रॉन-प्रग्रहण द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमिकी) का उपयोग पर्यावरण में क्लोरीनयुक्त संदूषकों के ट्रेस स्तर जैसे कि बहुक्लोरीनित बाइफेनिल (PCBs), पॉलीक्लोराइनेटेड डिबेंजो-पी-डाइऑक्सिन्स (PCDDs) और डिबेंजोफुरन्स (PCDFs), और अन्य पॉलीक्लोराइनेटेड यौगिकों की पहचान के लिए किया गया है। ईसी-एमएस में कीटनाशक व्युत्पन्न शब्द, नाइट्रोजन युक्त पौधनाशक और फास्फोरस युक्त कीटनाशक भी पाए गए हैं। [3]

जीसी-ईसी-एमएस का उपयोग करके शरीर के विभिन्न तरल पदार्थों में पित्त अम्लों का पता लगाया जा सकता है। जीसी-ईसी-एमएस का उपयोग करके ऑक्सीकृत फेनिलएलनिन का विश्लेषण करके ऑक्सीकृत क्षति को ट्रेस मात्रा में भी अनुवीक्षक किया जा सकता है। ^[4]

लाभ

ईसी-एमएस एक संवेदनशील आयनीकरण विधि है। रासायनिक आयनीकरण के माध्यम से सकारात्मक आयन बनाने की तुलना में इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण के माध्यम से नकारात्मक आयनों का निर्माण अधिक संवेदनशील होता है।

यह एक चयनात्मक आयनीकरण तकनीक है जो आयनीकरण के उपरान्त पर्यावरण प्रदूषकों में पाए जाने वाले सामान्य आव्यूह के गठन को रोक सकती है। इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण आयनीकरण में इलेक्ट्रॉन आयनीकरण की तुलना में इन आव्यूह से कम हस्तक्षेप होगा।

इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण द्रव्यमान स्पेक्ट्रा कुछ समभारी के बीच अंतर कर सकता है जो ईआई-एमएस नहीं कर सकता।   

सीमाएं

आयन स्रोत में विभिन्न ऊर्जाएं नकारात्मक आयन गठन में भिन्नता उत्पन्न कर सकती हैं और द्रव्यमान स्पेक्ट्रा की प्रतिलिपि करना कठिन बना सकती हैं। द्रव्यमान वर्णक्रम में दिखाए गए परिणाम उपकरण से उपकरण में भिन्न हो सकते हैं।

आयन स्रोत के तापमान पर नजर रखने की जरूरत है। खंडित आयनों में वृद्धि उच्च ताप पर होती है। कम तापमान संकेतन की ऊर्जा कम करेगा। सम्मुच्चय तापमान विशिष्टताएँ हो सकती हैं, लेकिन अनुनाद ग्रहण प्रग्रहण होने के लिए ग्रहण ऊर्जा के लिए ऊष्मीय स्तर चौकियाँ महत्वपूर्ण होती हैं।

अतिरिक्त गैस के दबाव को निर्धारित करने की आवश्यकता है। दबाव बढ़ाने से आयनों को स्थिर करने और नकारात्मक आयनों के नियोजन को बढ़ाने में मदद मिलेगी। यदि दबाव बहुत अधिक है, तो बहुत अधिक आयन स्रोत से बाहर नहीं निकल सकते हैं।

जीसी-ईसी-एमएस के लिए कम प्रतिरूप भार का विश्लेषण करके विश्लेषण किया जाना चाहिए। प्रतिरूप की आयतन की विराटता को प्रभावित करने वाले आपके और आंकड़ों में सत्यापन का कारण बनते हैं

यह भी देखे

• इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण पृथक्करण