Элементный анализ пентакарбонила железа методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Abstract

A technique for the quantitative elemental analysis of iron pentacarbonyl by high-resolution mass spectrometry with inductively coupled plasma has been developed. Samples of Fe(CO)5 were transferred to a nitrate solution for the analysis. To account for the matrix effects and the drift of the sensitivity of the mass spectrometer during the analysis, three internal standards (9Be, 59Co, 181Ta) for the various mass ranges were used. The normalization of the measured intensities of analyte signals to the intensities of the corresponding internal standards made it possible to significantly improve the accuracy of determining the concentrations of impurities using the external calibration according to the pure standards. Using the developed technique, the concentrations of 29 elements’ impurities were determined. The behavior of impurities of elements forming their own carbonyl compounds in the process of fractional distillation of iron pentacarbonyl was studied. The analysis of iron pentacarbonyl fractions showed that the impurities of B, Ni and Ti were concentrated in the light fractions, and the impurities of Cr, Co, Cd, Mo and W in the heavy ones. The detection limits of iron in pentacarbonyl for widespread impurities such as Mg, Al, P, Cr, Ni were 10 –6–10 –5 wt. %, and for less common impurities of Bi, Cd, Co, Pt, Re, Tl, W, U - 10-8 . 10-7 wt. % respectively.

Разработана методика количественного элементного анализа пентакарбонила железа мето­дом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой. Пробы Fe(CO)5 предварительно переводили в азотнокислый раствор. Для учета матричных помех и дрейфа чувствительности масс-спектрометра в процессе анализа в различных диапазонах масс применяли три внутренних стандарта (9Be, 59Co, 181Ta). Нормировка измеренных интенсивностей сигналов аналитов на интенсивности соответствующих внутренних стандартов позволила значительно повысить точность определения концентраций примесей при использовании внешней градуировки по чистым стандартам. С применением разработанной методики определено содержание примесей 29 элементов. Изучено поведение примесей элементов, образующих собственные карбонилы в процессе фракционной разгонки пентакарбонила железа. Анализ фракций пентакарбонила железа, показал, что примеси B, Ni и Ti концентрируются в легких фракциях, а примеси Cr, Co, Cd, Mo и W . в тяжелых. Пределы обнаружения в пентакарбониле железа для распространенных примесей Mg, Al, P, Cr, Ni составили 10-6 . 10-5 % мас., для нераспространенных примесей Bi, Cd, Co, Pt, Re, Tl, W, U . 10-8 . 10-7 % мас.