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O que é análise quantitativa de gás?

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Dificuldades particulares são encontradas ao interpretar o espectro de uma mistura desconhecida de gases. As proporções do fluxo de íons de várias fontes podem ser compensadas entre si somente depois da identificação de todas as fontes. Em muitas aplicações na tecnologia de vácuo, trata-se de misturas de alguns gases simples de identidade conhecida, com números atômicos inferiores a 50 (onde gases relacionados ao processo podem representar exceções). No caso normal, mais complicado, haverá um espetro com uma infinidade de sobreposições numa mistura completamente desconhecida de muitos componentes de gás; aqui, uma análise qualitativa terá de ser feita antes de tentar uma análise quantitativa. O grau de dificuldade encontrado dependerá do número de sobreposições (individuais/poucas/muitas).

No caso de sobreposições individuais, o equilíbrio mútuo dos fluxos de íons durante a medição de um e do mesmo tipo de gás para vários números atômicos pode muitas vezes ser produtivo.

Quando há um número maior de sobreposições e um número limitado de gases em geral, a avaliação tabular usando fatores de correção em relação ao espectro de um gás de calibração de composição conhecida pode ser útil.

No caso mais geral, uma pluralidade de gases dará uma contribuição maior ou menor para o fluxo de íons para todas as massas. A parcela de um gás g em cada caso para o número atômico m será expressa pelo fator de fragmento F_fm,g. Para simplificar o cálculo, o fator de fragmento F_fm,g também conterá o fator de transmissão TF e o fator de detecção DF. Em seguida, a corrente de íons para massa m, como uma função das correntes de íons gerais de todos os gases envolvidos, na notação de matriz, é:

O vetor da corrente de íons para os números atômicos m (resultante das contribuições dos fragmentos dos gases individuais) é igual à matriz do fragmento vezes o vetor da soma dos fluxos para os gases individuais.

(em notação simplificada: i = FF · I)

onde i_m⁺= vetor de fluxo de íons para os números atômicos, resultante das contribuições de fragmentos de vários gases individuais

Observa-se que o fluxo de íons causado por um gás é proporcional à pressão parcial. O sistema de equações lineares pode ser resolvido somente para a instância especial em que m = g (matriz quadrada); ele é sobre identificado para m > g. Devido ao erro de medição inevitável (ruído etc.), não há um conjunto de fluxo de íons geral I⁺_g (pressões parciais ou concentrações) que satisfaça exatamente o sistema de equações. Entre todas as soluções concebíveis, agora é necessário identificar o conjunto I^+*_g que, após o cálculo inverso dos fluxos de íons parciais, I⁺*m apresentará o menor desvio quadrado das correntes de íons parciais i+m realmente medidas. Desta forma: