Co je to plynový hmotnostní spektrometr?

Spektrometr plynu je analytický přístroj používaný k určení koncentrace prvků ve známých vzorcích a jako nástroj k odvození složení neznámých vzorků.Funguje detekováním vychýlení nabitých iontů odvozených z atomu nebo molekuly v magnetickém poli.V anorganické analýze každý elementární atom produkuje charakteristické spektrum.Méně masivní atomy jsou více odkloněny, stejně jako atomy s větším nábojem.Několik vylepšení této základní konfigurace činí plynový hmotnostní spektrometr užitečný v organické analýze a také v oblasti elementárního stavu.Původní vzorek.Kapalina je poté odpařena a ionizována bombardováním elektrickým proudem, který srazí jeden nebo více elektronů z atomu.Nyní pozitivně nabitý ion prochází magnetickým polem v pravém úhlu, které na iontu vyvíjí boční sílu.Stupeň výchylky je přímo úměrný poměru náboje k hmotnosti iontů.Odpařovaný vzorek je zaveden do evakuované ionizační komory.Je vyžadováno vakuum nebo by se nově vytvořený ion brzy srazil s molekulou vzduchu.V ionizační komoře elektricky zahřívaná kovová cívka vyzařuje elektrony do strany a srazí elektrony z iontů tvořících atomy, které se poté shromažďují v elektronové pasti.Ionizační komora je provozována na pozitivních 10 000 voltech.Proud vysoce energizovaných částic je koncentrován do těsného paprsku a poté prochází magnetickým polem vyvolaným elektromagnetem.V závislosti na poměru hmotnosti k náboji budou ionty odkloněny v menší nebo větší míře.Nabíjení na elektromagnetu se může měnit, aby se zaostřil iontový proud, který je zajímavý na detekční desku.Detektor porovnává elektrický proud produkovaný každým proudem iontů, aby se určila relativní hojnost.

Každý prvek má charakteristické spektrum.Spektrum je graf relativního hojnosti každého poměru náboje/hmoty.Každá řádek na grafu souvisí s relativní koncentrací iontů produkovaných srážením prvního elektronu, následovaný druhým elektronem, třetím atd.Porovnáním spektra s elementárním hmotnostním spektrem v referencích lze určit prvek produkující spektrum.Organické sloučeniny vytvoří v ionizační komoře velké množství ionizovaných fragmentů.Hmotnostní spektra dokonce jednoduchých organických sloučenin jsou mnohem složitější a často jsou vystavena větší interpretaci.Spektrometr hmotnosti plynu může být použit k potvrzení identity organické sloučeniny, pokud je spektrum velmi čisté, ale často jsou vyžadovány korelace výsledků z jiných technik.Nejprve se oddělena plynnou chromatografií a poté přiváděna do plynového hmotnostního spektrometru.V části plynové chromatografie tohoto kombinovaného nástroje se odpařené molekuly oddělují jejich schopností rozptýlit nosný plyn.Změnou typu, teploty a průtoku nosného plynu lze různé směsi oddělit za vzniku čistých, samostatných vzorků každé sloučeniny.Pro stanovení správného chromatografu plynu a následného nastavení hmotnostního spektrometru je nutná optimalizace.Jakmile je zdroj vzorku charakterizován, například ve výrobním závodě nebo v přírodním zdroji, jako je olejová jamka, tyto nástroje přinášejí ekonomické a spolehlivé výsledky.