AT404882B

AT404882B - Verfahren und einrichtung zur konzentrationsmessung an gasgemischen

Info

Publication number: AT404882B
Application number: AT0122687A
Authority: AT
Inventors: Werner Dr Federer; Johannes Dr Villinger
Original assignee: V & F Analyse & Messtechnik
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1999-03-25
Also published as: ATA122687A; JPH01503503A; WO1988009052A1; EP0290711A1; EP0290711B2; US4975576A; DE3769792D1; EP0290711B1; JPH0821364B2

Description

AT 404 882 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einzelner Molekülarten in Gasgemischen, wobei das zu untersuchende Gasgemisch einer selektiven Vorbehandlung unterzogen und sodann das Produkt dieser Vorbehandlung massenspektrometrisch untersucht wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Bei der massenspektrometrischen Untersuchung von verschiedene Molekülarten enthaltenden Gasgemischen auf die Konzentration einzelner Molekülarten daraus ergibt sich unmittelbar das Problem, daß unterschiedliche Moleküle mit gleicher molekularer Masse vom Massenspektrometer aufgrund der dessen Funktion zugrundeliegenden physikalischen Gegebenheiten nicht getrennt erkannt werden können - dies trifft beispielsweise auf die Kombination Stickstoffmonoxid (NO) und Formaldehyd (CH2O) mit jeweils 30 amu (atomic mass unit), auf die Kombination Sauerstoff (O2) und Methylalkohol (CHsOH) mit jeweils 32 amu, oder auf die Kombination CO mit N2 und C2H6, mit jeweils 28 amu zu.

Da die Messung mit dem Massenspektrometer relativ einfach handhabbar, genau und schnell ist, war man bemüht, Abhilfe für den genannten Nachteil zu finden. In diesem Zusammenhang sind Verfahren bzw. Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei denen das zu untersuchende Gasgemisch einer selektiven Vorbehandlung zur Ermöglichung einer Vorseparierung der interessierenden Molekülarten mit gleicher molekularer Masse unterworfen wird. Dazu wird bei den unter der Bezeichnung GCMS-Anlagen bekannt gewordenen Einrichtungen ein Gaschromatograph verwendet, der zufolge von unterschiedlichen Durchlaufzeiten der einzelnen Molekülarten eine zeitlich gestaffelte Zuführung derselben zum die eigentliche Messung durchführenden Massenspektrometer und damit zumindest in Grenzen eine separate Feststellung der einzelnen Molekülarten bzw. deren Konzentration ermöglicht. Damit können beispielsweise die gleiche molekulare Masse aufweisenden Moleküle N2O und CO2 getrennt erfaßt werden, die im Gaschromatographen eine deutlich unterschiedliche Laufzeit haben.

Probleme gibt es in diesem Zusammenhang aber z.B. bereits beim Nachweis verschiedener Alkohole, die im Gaschromatographen eine ähnliche Laufzeit haben und im Massenspektrometer fragmentiert werden, was die separate Bestimmung einzelner Molekülarten In der Praxis unmöglich macht. Als weiterer Nachteil dieser GCMS-Anlagen ist ihre sehr niedrige Ansprechgeschwindigkeit zu nennen, die ja durch die Laufzeit der zu untersuchenden Gasgemische bzw. der nachzuweisenden Molekülarten im Gaschromatographen stark eingeschränkt wird.

Andererseits sind beispielsweise aus der DE-AS 2.028.805 oder der US-PS 4.378.499 Anordnungen bzw. Verfahren zur Feststellung von Gasbestandteilen bekannt, bei welchen die unterschiedliche Diffusion bzw. Beweglichkeit der verschiedenen Ionen im Gas ausgenützt wird, um - ohne Verwendung eines Massenspektrometers - Aufschluß über die verschiedenen Teilchenarten zu bekommen. Die Ionisation des zu untersuchenden Gasgemisches erfolgt bei Atmosphärendruck bzw. bei demgegenüber abgesenktem Druck, wobei aber stets die mittlere freie Weglänge der Ionen wesentlich kleiner als die Raumabmessungen gehalten wird. In beiden Fällen ist gepulstes Arbeiten erforderlich, was neben apparativen Nachteilen und sonstigen, in der Methode selbst begründeten Fehlerquellen auch negativ auf die Ansprechzeiten einwirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden und daß insbesondere auf einfache Weise die Konzentration einzelner Molekülarten gleicher molekularer Masse in zu untersuchenden Gasgemischen ohne durch die Messung bzw. die Vorbereitung des Gasgemisches zur Messung bedingte große Verzögerungen bestimmt werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur getrennten Konzentrationsbestimmung von Molekülen gleicher molekularer Masse das zu untersuchende Gasgemisch unter Einzelstoßbedingungen im zumindest weitgehenden Vakuum mittels Primärionen ionisiert wird, wobei die verwendeten Primärionen eine innere Energie von geringfügig, vorzugsweise έ 2 eV, über der zur Erzeugung von die jeweils interessierende Molekülart repräsentierenden Produktionen Erforderlichen, und im jeweiligen Schwerpunktsystem eine translatorische Stoßenergie von solcher Größe aufweisen, daß der kinetische Effekt auf die Ionisation gegenüber dem Einfluß der inneren Energie vernachlässigbar ist, vorzugsweise eine Stoßenergie unterhalb von 10 eV, und daß die massenspektrometrische Untersuchung an den Produktionen vorgenommen wird.

Die Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einzelner Molekülarten in Gasgemischen, mit einer Anordnung zur selektiven Vorbehandlung des zu untersuchenden Gasgemisches und einer Massenspektrometer-Anordnung zur Untersuchung des Produktes dieser Vorbehandlung, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungs-Anordnung eine lonenquelle für Primärionen, mit einer inneren Energie von geringfügig, vorzugsweise έ 2 eV, über der zur Erzeugung von die jeweils interessierende Molekülart repräsentierenden Produktionen Erforderlichen, und einer translatorischen Stoßenergie unterhalb von 10 eV, sowie einen an die lonenquelle anschließenden Reaktionsraum mit einer Zuleitung für das zu untersuchende Gasgemisch und einer Pumpe zur zumindest weitgehenden Evakuierung des Reaktionsrau- 2

AT 404 882 B mes aufweist, daß die Massenspektrometer-Anordnung an der im wesentlichen der lonenqueile abgewandten Seite des Reaktionsraumes angeordnet ist, und daß der Reaktionsraum von einer Oktopol-Anordnung, an der ein HF-Führungspotential anliegt, umgeben ist.

Die selektive Vorbehandlung des zu untersuchenden Gasgemisches wird also gemäß der Erfindung unmittelbar durch die Ionisation mit Primärionen von bestimmter innerer Energie (lonisierungspotential) bei begrenzter translatorischer Stoßenergie vorgenommen, womit die erwähnten Nachteile der eingangs beschriebenen GCMS-Anlagen vermieden werden und auf einfache und schnelle Weise auch die Konzentrationen von Molekülen gleicher molekularer Masse getrennt bestimmbar sind.

Massenspektrometer-Anordnungen wie sie heute üblicherweise betrieben werden, leiden zufolge des verwendeten lonisationsprozesses mit Elektronen an wesentlichen Mängeln, die ihre Anwendbarkeit für verschiedene Problemstellungen stark einschränken bzw. unmöglich machen. Zu diesen Mängeln zählen insbesondere die Fragmentbildung aus verschiedenen Stoffen, die identische Fragmention aus verschiedenen Stoffen, sowie die Interferenzen durch Massengleichheit der Ionen aus verschiedenen Stoffen. Beim lonisationsvorgang mit Elektronen werden diese in der Reget für diesen Vorgang auf eine kinetische Energie von mindestens 70 eV gebracht. Bei diesen Energien liegen die Wirkungsquerschnitte bzw. die lonisierungseffizienz in brauchbaren Größenordnungen, jedoch muß als entscheidender Nachteil die Fragmentierung von Molekülen in Bruchstücke in Kauf genommen werden. So wird beispielsweise aus CO2 + e": CCk+, 02+, CO+, 0+ und C+.

Aus CO + e~ wird: CO+, O* und 0+·

Aus 02 + e- wird: 02+, O*.

Es ist leicht einzusehen, daß damit in den meisten Fällen die Konzentrationsbestimmung einzelner Molekülarten in Gasgemischen unmöglich wird.

Als Beispiel für die Fragmentierung von Molekülen mit ähnlicher Struktur im Atombau in ähnliche Spektren soll folgendes dienen: Aus CH3OH + Θ" wird: C+; CH3+, CH2+, CH+; OH+, 0+; CH3OH+

Aus C2H5OH + e" wird: C+; CH3+, CH2+, CH+; 0H+, 0+; CH30H+; C2H5OH+

Die vorliegende Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß durch die Auswahl einer Primärionensorte, deren ionisierungspotential (innere Energie) nur unwesentlich über dem der zu ionisierenden Spezies liegt, die neutralen Moleküle in Ionen übergeführt werden können, ohne dabei in Bruchstücken ionisiert zu werden.

So wird beispielsweise aus CH3OH + Xe+ nur CH3OH+ + Xe bzw. aus C2H5OH + Xe+ nur C2H5OH+ + Xe

Zufolge der genannten Wähl des lonisierungspotentials der Primärionen gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf sehr einfache Weide die getrennte Bestimmung von Molekülkonzentrationen gleicher molekularer Massen durch selektive Ionisation ermöglicht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zur getrennten Bestimmung von Kohlenwasserstoffverbindungen die verwendeten Primärionen eine innere Energie aufweisen, welche geringfügig, vorzugsweise £ 2 eV, über der zur Erzeugung eines Produktions unter gleichzeitiger H-Abstraktion Erforderlichen liegt. Durch diese Ionisation unter H-Abstraktion wird die Fülle der Möglichkeiten, Moleküle gleicher molekularer Masse durch den selektiven lonisationsvorgang bei der anschließenden massenspektrometrischen Untersuchung unterscheidbar zu machen, erweitert.

Zum Fachausdruck "H-Abstraktion" ist hier folgendes anzumerken:

Bei exothermen Reaktionen von positiv geladenen Teilchen mit Molekülen, speziell Kohlenwasserstoffverbindungen, wird die Überschußenergie der Reaktion (Differenz der lonisierungspotentiaie) folgendermaßen verteilt: 1) Bei geringem AE (< 0,1 eV)-Öbertrag auf translatorische Energie der Reaktionspartner. 2) Bei AE < 1 eV-Schwingungsanregung der Bindungen in den Molekülen. 3) Bei AE « 1 eV < 3 eV-Dissoziation, d.h. Abtrennung einer Bindung (Atom) mit niedrigster Bindungsenergie aus dem Atomverband Molekül.

Bei Kohlenwasserstoffverbindungen ist dies ein H-Atom ("H-Abstraktion"). Bei Chlorkohlenwasserstoffen, allgemein Hologenkohlenwasserstoffen, ist dies das Hologenatom.

Zur getrennten Bestimmung von metallorganischen Verbindungen weisen gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die verwendeten Primärionen eine innere Energie im Bereich von 4,5 bis 6,8 eV auf. 3

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Bei der Bestimmung metallorganischer Verbindungen werden die Wahrscheinlichkeiten der möglichen Interferenzen mit Kohlenwasserstoffverbindungen gleicher molekularer Massen immer größer, sodaß auch die Identifikation der Moleküle durch die charakteristischen Isotopenverteilungen mit der Zahl der Atome im Molekül zunehmend schwieriger wird. Durch die genannte Wahl der verwendeten Primärionen werden selektiv die metallorganischen Verbindungen, deren lonisierungsenergien in diesem Bereich liegen, ionisiert ohne gleichzeitige Ionisierung der Kohlenwasserstoffverbindungen, sodaß ein einfacher massenspektrometri-scher Nachweis möglich wird.

Zur getrennten Bestimmung von Sauerstoff und Methylalkohol, bzw. von 0(½. CO, O2 bzw. von Stickstoffmonoxid iind Formaldehyd, können gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung Krypton*· Ionen als Primärionen verwendet werden, die die genannten Anforderungen an die innere Energie bestens erfüllen.

Zur getrennten Bestimmung von CH3OH und C^HsOH bzw. von Distickstoffmonoxid und Kohlendioxid, können nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Xenon+-lonen als Primärionen verwendet werden.

Anhand der folgenden Beispiele wird nun das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Beispiel 1:

Trennung von CO, N2, C2H6 mittels selektiver Ionisation durch Kr+-lonen (Der eV-Wert in Klammem bedeutet die jeweilige innere Energie bzw. das lonisierungspotential)

Kr ^ P3/2)(14eV) ♦ N2 N2+(15,5eV) + Kr ; AE*-i,5eV = endo thermer Ladungstausch; Ionisation unmöglich.

Kr+(2P 3/2)(l4eV) CO —C0+(13,9eV)-*- Kr. aE s+0,leV 28 amu exothermer Ladungstausch. Ionisation auf 28 amu mit Berücksichtigung von Bildungsenthalpien ΔΗ( in kcal (1 eV =*23,06 kcal) 27 amu

Kr+(2P3/2)(323) + C2H6(-20,2) —C2H5+(219)4- H(52) + Kr(0) ΔΕ = 31,8 kcal * 1,4eV exotherm; Ionisation mit H-Abstraktion auf 27 amu (für Kr* + C2H6 -*· ΟςΗ«* + Kr wäre ΔΕ groß, daher erfolgt mit wesentlich größerer Wahrscheinlichkeit die obige Reaktion)

Beispiel 2:

Trennung von Sauerstoff O2 und Methylalkohol CH3OH mittels selektiver Ionisation durch Kr+-lonen. 4

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Kr+(14eV) +

KrVp 1/2 32 amu + * 02 (12,1) + Kr* ΔΕ = 1,9 eV exotherm^. Ionisation auf 32 amu )(338) + CH30H(-48)-*CH30+(232) + H(52) + KriO)^ aE = + 6 kcal t 31 amu exotherm . / Ionisation mit H-Abstraktion auf 31 amu

Beispiel 3:

Trennung von Stickstoffmonoxid NO (30 amu) und Formaldehyd CH2O (30 amu) 3^ amu

Kr (14) + NO —·· N0+{9,2) + Kr.....ΔΕ s+4,8eV exotherm.

Ionisation auf 30 amu oder * NO (aj+)(l4,2).....ΔΕ — 0 (Energie-resonant)

Kr (323) ·¥ CH20(-28) -* CH0+(221) + H(52) + Kr(0) ΔΕ = + 22 kcal exotherm . 29 amu Ionisation mit H-Ab- straktion auf 29 amu

Beispiel 4:

Trennung von Distickstoffmonoxid N2O (44 amu) und CO2 (Kohlenstoffdioxid) (44 amu) durch selektive Ionisation mit Xe+-lonen. 44 amu

Xe (13,4eV) + N20 — N20+( 12,9 ) + Xe; AE = 0,5eV

Ionisation auf 44 amu

Xe+(13,4eV) + C02-^C02+(13,7) + Xe. ΔΕ =-0,3eV endotherm; keine Ionisation möglich

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also eine schnelle Analyse (Echtzeitanalyse) von Gasgemischen, d.h. eine Bestimmung der einzelnen molekularen Komponenten in Gasgemischen möglich, welche von größtem Interesse für viele Anwendungen in Industrie und Forschung ist wie z.B: Studium schnell ablaufender chemischer Reaktionen zur Aufklärung der Reaktionskinetik;

Messung kurzlebiger metastabiler Zwischenprodukte und Radikale bei chemischen Umsetzungen bzw. katalytisch arbeitenden Medien;

Alle Anwendungen dieser Art lassen sich mit der vorliegenden Erfindung realisieren, gemäß der im wesentlichen vorgesehen ist, daß die für die Verwendung des Massenspektrometers nötige Ionisierung, d.h. die Überführung aller zu untersuchenden neutralen Moleküle in Ionen, dadurch geschieht, daß ein positiv 5

Claims

AT 404 882 B oder negativ geladener, intensiver lonenstrahl genau definierter innerer Energie mit den zu ionisierenden Molekülen in Wechselwirkung tritt. Durch die Auswahl einer Primärionensorte, deren innere Energie nur unwesentlich höher liegt als das lonisierungspotential der zu ionisierenden Spezies werden die Moleküle zu Ionen konvertiert ohne in Fragmenten ionisiert zu werden. Die entsprechende translatorische Stoßenergie zwischen den Primärionen und den Gasteilchen muß dabei so klein gehalten werden, daß die kinetischen Effekte auf die Ionisation klein gegenüber dem Einfluß der inneren Energie sind. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einzelner Molekülarten in Gasgemischen wird nachfolgend noch anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die Einrichtung weist eine lonenquelle 1 von an sich beliebiger, hier nicht näher interessierender Bauart auf, deren im vorliegenden Zusammenhang wesentliche Spezifikation darin besteht, daß die erzeugten, und in Richtung z aus der lonenquelle austretenden Primärionen eine innere Energie von geringfügig, vorzugsweise £ 2 eV, über der zur Erzeugung von jeweils die interessierende Molekülart repräsentierenden Produktionen Erforderlichen, und im jeweiligen Schwerpunktsystem Primärion/Molekül eine translatorische Stoßenergie von solcher Größe aufweisen, daß der kinetische Effekt auf die Ionisation gegenüber dem Einfluß der inneren Energie vernachlässigbar ist, vorzugsweise eine translatorische Stoßenergie unterhalb von 10 eV. Es kann dabei beispielsweise eine geschlossene Elektronenstoß-Ionenquelle verwendet werden, die von einem Primärgas A durchströmt wird. Dieses wird durch Elektronen in Prozessen e” + A -► A+ + 2 e~ ionisiert, womit Primärionen A+ zur Verfügung stehen. Weiters ist noch ein an die lonenquelle 1 anschließender Reaktionsraum 2 sowie eine in Hauptbewegungsrichtung z der von der lonenquelle 1 gelieferten Primärionen an den Reaktionsraum 2 anschließende Massenspektrometer-Anordnung 3 - vorzugsweise ein Quadrupol-Massenspektrometer - vorgesehen. Der Reaktionsraum 2, dem über einen Anschluß 4 das zu untersuchende Gasgemisch zugeführt werden kann, ist von einer Oktopol-Anordnung 5 mit einem senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung z der Primärionen wirkenden Hochfrequenz-8-Pol-Feld umgeben, das zur Sammlung, Halterung bzw. Führung der eine sehr niedrige Bewegungsenergie aufweisenden Primärionen dient. Die in der Massenspektrometer-Anordnung 3 bzw. im entsprechenden Quadrupol auf hier nicht weiter interessante, bekannte Art selektierten Produktionen gelangen an einen lonensensor 6, der ebenfalls von bekannter bzw. üblicher Bauart sein kann und dessen Funktion und Wirkungsweise hier nicht näher interessiert. Eine Pumpe zur zumindest weitgehenden Evakuierung des Reaktionsraumes 2 ist mit 10 bezeichnet; der Einfachheit der Darstellung wegen sind verschiedene weitere, teilweise für die Funktion der Anordnung im üblichen Betrieb unerlässliche Zusatzeinrichtungen, wie Blenden bzw. Unsen für den lonenstrahl oder weitere Vakuumpumpen und Abdichtungen und dergleichen nicht gezeichnet, da sie im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind. Die Oktopol-Anordnung 5 ist hier in Längsrichtung - also in Hauptbewegungsrichtung z der aus der lonenquelle 1 in einem Strahl austretenden Primärionen - in drei einzelne, voneinander elektrisch isolierte Bereiche 7, 8, 9 aufgeteilt, welche - von der lonenquelle 1 zur Massenspektrometer-Anordnung 3 gesehen -auf jeweils gegenüber dem vorherigen Bereich ansteigendem negativen Gleichspannungspotential liegen. Auf diese Weise wird zusätzlich zu dem durch das HF-Potential erzeugten radialen Führungsfeld, weiches die Ionen im Inneren der Oktopol-Anordnung 5 hält, in axialer Richtung ein E-Feld erzeugt, welches für eine rasche und vollständige Abtransportierung der Produktionen in Richtung zum Massenspektrometer sorgt und damit eine schnelle Analyse mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Patentansprüche 1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einzelner Molekülarten in Gasgemischen, wobei das zu untersuchende Gasgemisch einer selektiven Vorbehandlung unterzogen und sodann das Produkt dieser Vorbehandlung massenspektrometrisch untersucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Konzentrationsbestimmung von Molekülen gleicher molekularer Masse - das zu untersuchende Gasgemisch unter Einzelstoßbedingungen im zumindest weitgehenden Vakuum mittels Primärionen ionisiert wird, wobei - die verwendeten Primärionen • eine innere Energie von geringfügig, vorzugsweise έ 2 eV, über der zur Erzeugung von die jeweils interessierende Molekülart repräsentierenden Produktionen Erforderlichen, und - im jeweiligen Schwerpunktsystem eine translatorische Stoßenergie von solcher Größe aufweisen, daß der kinetische Effekt auf die Ionisation gegenüber dem Einfluß der inneren Energie vemachlässigbar ist, vorzugsweise eine Stoßenergie unterhalb von 10 eV, und daß • die massenpektrometrische Untersuchung an den Produktionen vorgenommen wird. 6 AT 404 882 B
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von Kohlenwasserstoffverbindungen die verwendeten Primärionen eine innere Energie aufweisen, welche geringfügig, vorzugsweise i 2 eV, über der zur Erzeugung eines Produktions unter gleichzeitiger H-Abstraktion Erforderlichen liegt. s
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von metallorganischen Verbindungen die verwendeten Primärionen eine innere Energie im Bereich von 4,5 - 6,8 eV aufweisen. io
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von Sauerstoff {O2) und Methylalkohol (CH3OH) Krypton+, (Kr)-Ionen, als Primärionen verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von CO2, CO, O2 Krypton+ (Kr)-loner als Primärionen verwendet werden. 15
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von CH3OH und C2H5OH Xenon*, (XeHonen, als Primärionen verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Bestimmung von Stick- 20 stoffmonoxid (NO) und Formaldehyd (CH2O) Krypton+, (Kr)-Ionen, als Primärionen verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur getrennten Bestimmung von Distickstoffmonoxid (N2O) und Kohlendioxid (CO2) Xenon+, (XeHonen, als Primärionen verwendet werden.
9. Einrichtung zur Bestimmung der Konzentration einzelner Molekülarten in Gasgemischen, mit einer Anordnung zur selektiven Vorbehandlung des zu untersuchenden Gasgemisches und einer Massenspektrometer-Anordnung zur Untersuchung des Produktes dieser Vorbehandlung, dadurch gekennzeichnet daß die Vorbehandlungs-Anordnung eine lonenquelle (1) für Primärionen mit einer inneren Energie von geringfügig, vorzugsweise £ 2 eV, über der zur Erzeugung von die jeweils interessierende 30 Molekülart repräsentierenden Produktionen Erforderlichen, und einer translatorischen Stoßenergie unterhalb von 10 eV, sowie einen an die lonenquelle (1) anschließenden Reaktionsraum (2) mit einer Zuleitung (4) für das zu untersuchende Gasgemisch und einer Pumpe (10) zur zumindest weitgehenden Evakuierung des Reaktionsraumes (2) aufweist, daß die Massenspektrometer-Anordnung (3) an der im wesentlichen der lonenquelle (1) abgewandten Seite des Reaktionsraumes (2) angeordnet ist, und daß 35 der Reaktionsraum (2) von einer Oktopol-Anordnung (5), an der ein HF-Führungspotential aniiegt, umgeben ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 40 45 so 7 55