Τι είναι ένα φασματόμετρο μάζας αερίου;

Ένα φασματόμετρο μάζας αερίου είναι ένα αναλυτικό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των στοιχείων σε γνωστά δείγματα και ως εργαλείο για τη συνύπαρξη της σύνθεσης άγνωστων δειγμάτων.Λειτουργεί ανιχνεύοντας την εκτροπή των φορτισμένων ιόντων που προέρχονται από το άτομο ή το μόριο σε μαγνητικό πεδίο.Σε ανόργανη ανάλυση, κάθε στοιχειώδες άτομο παράγει ένα χαρακτηριστικό φάσμα.Λιγότερο μαζικά άτομα εκτρέπονται περισσότερο, όπως και τα άτομα με μεγαλύτερη χρέωση.Αρκετές βελτιώσεις σε αυτή τη βασική διαμόρφωση καθιστούν το φασματόμετρο μάζας αερίου χρήσιμο στην οργανική ανάλυση καθώς και στον στοιχειακό προσδιορισμό.αρχικό δείγμα.Το υγρό στη συνέχεια εξατμίζεται και ιονίζεται με βομβαρδισμό με ένα ρεύμα ηλεκτρονίων που χτυπά ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια από το άτομο.Το τώρα θετικά φορτισμένο ιόν διέρχεται από ένα μαγνητικό πεδίο σε ορθές γωνίες, οι οποίες ασκούν μια πλευρική δύναμη στο ιόν.Ο βαθμός εκτροπής είναι άμεσα ανάλογος με τον λόγο φορτίου προς μάζα των ιόντων

ενώ η αρχή του φασματόμετρο μάζας αερίου είναι εύκολα κατανοητό, το όργανο είναι ένας προσεκτικός συνδυασμός συστατικών.Το ατμοποιημένο δείγμα εισάγεται σε ένα θάλαμο ιονισμού εκκενωμένων.Απαιτείται κενό ή το νεοσύστατο ιόν θα συγκρούεται σύντομα με ένα μόριο αέρα.Στο θάλαμο ιονισμού, ένα ηλεκτρικά θερμαινόμενο μεταλλικό πηνίο ακτινοβολεί ηλεκτρόνια πλάγια, χτυπώντας ηλεκτρόνια από τα ατόμων που σχηματίζουν ιόντα, τα οποία στη συνέχεια συλλέγονται σε παγίδα ηλεκτρονίων.Ο θάλαμος ιονισμού λειτουργεί σε θετικό 10.000 βολτ.

Τα θετικά ιόντα επιταχύνονται από το θάλαμο ιονισμού από μια πλάκα απωθητικού ιόντων που διατηρείται σε ελαφρώς υψηλότερη θετική τάση.Το ρεύμα των πολύ ενεργοποιημένων σωματιδίων συγκεντρώνεται σε μια σφιχτή δέσμη και στη συνέχεια διέρχεται από ένα μαγνητικό πεδίο που προκαλείται από ηλεκτρομαγνήτη.Ανάλογα με τη αναλογία μάζας προς φόρτιση, τα ιόντα θα εκτρέπονται σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό.Η φόρτιση στο ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να ποικίλει για να φέρει στο επίκεντρο το ρεύμα ιόντων που μας ενδιαφέρει στην πλάκα ανίχνευσης.Ο ανιχνευτής συγκρίνει το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από κάθε ρεύμα ιόντων για τον προσδιορισμό της σχετικής αφθονίας.

Κάθε στοιχείο έχει ένα χαρακτηριστικό φάσμα.Ένα φάσμα είναι ένα διάγραμμα της σχετικής αφθονίας κάθε αναλογίας φορτίου/μάζας.Κάθε γραμμή στο διάγραμμα σχετίζεται με τη σχετική συγκέντρωση των ιόντων που παράγονται με το χτύπημα του πρώτου ηλεκτρόνου, ακολουθούμενη από το δεύτερο ηλεκτρόνιο, το τρίτο και ούτω καθεξής.Με τη σύγκριση ενός φάσματος με τα στοιχειώδη φάσματα μάζας σε αναφορές, το στοιχείο που παράγει το φάσμα μπορεί να προσδιοριστεί.

Η χρήση του φασματόμετρου μάζας αερίου στην οργανική ανάλυση είναι λίγο πιο περίπλοκη.Οι οργανικές ενώσεις θα δημιουργήσουν μια μεγάλη ποικιλία ιονισμένων θραυσμάτων στο θάλαμο ιονισμού.Τα φάσματα μάζας ακόμη και απλών οργανικών ενώσεων είναι πολύ πιο πολύπλοκα και συχνά υπόκεινται σε περισσότερη ερμηνεία.Το φασματόμετρο μάζας αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιβεβαίωση της ταυτότητας μιας οργανικής ένωσης εάν το φάσμα είναι πολύ καθαρό, αλλά συχνά απαιτούνται συσχετιστικά αποτελέσματα από άλλες τεχνικές.πρώτα διαχωρίζεται με αέρια χρωματογραφία και στη συνέχεια τροφοδοτείται σε φασματόμετρο μάζας αερίου.Στο τμήμα του αερίου χρωματογραφίας αυτού του συνδυασμού οργάνου, τα εξατμισμένα μόρια χωρίζονται από την ικανότητά τους να διαχέονται μέσω αερίου φορέα.Μεταβάλλοντας τον τύπο, τη θερμοκρασία και τον ρυθμό ροής του αερίου φορέα, μπορούν να διαχωριστούν διαφορετικά μίγματα για να δώσουν καθαρά, ξεχωριστά δείγματα κάθε ένωσης.Η βελτιστοποίηση είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό του σωστού αερίου χρωματογραφίας και των επακόλουθων ρυθμίσεων φασματόμετρου μάζας.Μόλις χαρακτηριστεί η πηγή δείγματος, όπως σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ή μια φυσική πηγή, όπως ένα πετρέλαιο, αυτά τα όργανα παράγουν οικονομικά, αξιόπιστα αποτελέσματα.