Техника проведения изотопного анализа азота
В левую половину тщательно вымытого реакционного сосуда вводят изогнутой пипеткой исследуемый раствор, в правую - наливают 1 мл раствора гипобромита и 1 мл дистиллированной воды. Все шлифы смазывают вакуумной смазкой и тщательно протирают. Ловушки напускной системы форнасоса, съемную ловушку реакционного сосуда, поглотительный насос помещают в дьюары с жидким азотом. Реакционный сосуд и напускную систему откачивают форвакуумный насосом. При достижении давления 5•10в3 мм рт. ст. можно включать в систему поглотительный насос. Через 2-3 мин напускную систему отключают от поглотительного насоса.
Поворачивая по шлифу реакционный сосуд, добавляют гипобромит к анализируемой пробе. Если реакция идет медленно (о чем можно судить по показанию вакуумметра), реакционный сосуд необходимо подогреть горячим воздухом (можно при помощи фена). Изменяя ток электромагнита (на шкале 0,3 Вт), находят (согласуясь с показаниями индикатора массовых чисел) остаточный пик с массой 28 и переключают усилитель на шкалу 30 вольт. Затем, медленно открывая вентиль ДУ-2, осуществляют напуск образца до интенсивности 20-25 вольт.
Давление в камере анализа должно быть не более 5 • 10м-7, а в источнике ионов - не более 5 • 10в-6 мм рт. ст. Находят массу 32, соответствующую кислороду. Измеряют интенсивность этого пика и, двигаясь от него к началу шкалы, устанавливают интенсивности пиков, соответствующих массам 30, 29, 28.
Измерение проводят не менее 3 раз, записывая результат каждого из них. Если напуск стабильный, данные первого и второго измерений идентичны и надобность в третьем отпадает.
Необходимо тщательно следить за чистотой образца, напускной системы и реакционных сосудов, за надлежащей притиркой вакуумной системы - кранов и шлифов. Даже незначительное натекание атмосферы в напускную систему с исследуемым образцом разбавляет азот и изменяет в нем отношение концентраций изотопов в исследуемом веществе. Недопустимо и наличие СО, образующим ионы с массой 28 и 29 (12С16О + 13С16О+). Важна и очистка азота от СО2 и О2. Присутствие их в азоте легко обнаружить по высоте пиков 44 и 32.
По окончании измерений вентиль ДУ-2 и вакуумный кран реакционного сосуда со съемной ловушкой закрывают. Снимают реакционный сосуд и съемную ловушку. Напускную систему промывают атмосферным воздухом и после этого готовят следующий образец для определения.
Одновременно с опытными образцами необходимо анализировать изотопный состав взятого для исследования исходного азотного удобрения.
При подготовке образцов для анализа на масс-спектрометре, чтобы избежать ошибок, следует соблюдать следующие условия. 1. Выбор химических методов должен исключать присутствие примесей, мешающих определению изотопного состава азота (метиламин, диметиламин, аминокислоты, СО и др.). 2. Отдельные азотсодержащие соединения почвы могут различно обогащаться добавленным изотопом. Например, азот нитратов или обменного аммония может приобрести более высокое обогащение, чем азот органических соединений. Поэтому при определении закрепления в почве азота удобрений необходимо сначала отмыть минеральный азот. Тщательно брать навески почвы, чтобы они представляли среднюю пробу анализируемого образца.
3. Отгонять аммиак сначала из образцов с низким обогащением, затем из высокообогащенных. Контролировать загрязнение дистилляционных приборов тяжелым изотопом азота путем отгона аммиака из (NH4)2SО4 или NH4Cl с последующим анализом его изотопного состава. Если при этом атомный процент будет выше 0,37. то прибор очищать (дистилляцией спирта или водяного пара).
4. Реактивы, применяемые для отгона, должны быть проверены на загрязнение их соединениями азота, которые в процессе анализа могут быть переведены в элементарный азот, что вызовет разбавление меченого азота исследуемого образца.
5. Выпаривать дистилляты следует в фарфоровых чашках, а не в стеклянной посуде, которая загрязняется NH3 и труднее поддается очистке.
