Wat is een gasmassaspectrometer?

Een gasmassaspectrometer is een analytisch instrument dat wordt gebruikt om de concentratie van elementen in bekende monsters te bepalen en als een hulpmiddel om de samenstelling van onbekende monsters af te leiden.Het werkt door het detecteren van de afbuiging van geladen ionen afgeleid van het atoom of molecuul in een magnetisch veld.In anorganische analyse produceert elk elementair atoom een karakteristiek spectrum.Minder massieve atomen worden meer afgebogen, evenals atomen met een grotere lading.Verschillende verbeteringen in deze basisconfiguratie maken de gasmassaspectrometer nuttig in organische analyse en elementaire bepaling.

In basisgasmassaspectrometers die worden gebruikt voor elementaire analyse, wordt een vloeibaar monster eerst bereid door het extraheren van het element van de interesse van de interesseorigineel monster.De vloeistof wordt vervolgens verdampt en geïoniseerd door bombardement met een elektronenstroom die een of meer elektronen van het atoom afslaat.Het nu positief geladen ionen passeert een magnetisch veld in rechtse hoeken, die een zijwaartse kracht op het ion uitoefent.De mate van afbuiging is recht evenredig met de lading tot massaverhouding van de ionen.

Terwijl het principe van de gasmassaspectrometer gemakkelijk te begrijpen is, is het instrument een zorgvuldige combinatie van componenten.Het verdampte monster wordt geïntroduceerd in een geëvacueerde ionisatiekamer.Een vacuüm is vereist, of het nieuw gecreëerde ion zou binnenkort botsen met een luchtmolecuul.In de ionisatiekamer straalt een elektrisch verwarmde metaalspoel elektronen op zijwaarts en slaat elektronen af van de atomen die ionen vormen, die vervolgens worden verzameld bij een elektronenval.De ionisatiekamer wordt bediend op een positieve 10.000 volt.

De positieve ionen worden uit de ionisatiekamer versneld door een ionafweerstaande plaat die op een iets hogere positieve spanning wordt gehouden.De stroom van sterk bekrachtigde deeltjes wordt geconcentreerd in een strakke balk en vervolgens door een magnetisch veld geleid dat wordt geïnduceerd door een elektromagneet.Afhankelijk van de massa -ladingsverhouding worden de ionen in mindere of grotere mate afgebogen.De lading op de elektromagneet kan worden gevarieerd om de ionenstroom van interesse op de detectieplaat in de aandacht te brengen.De detector vergelijkt de elektrische stroom die door elke ionstroom wordt geproduceerd om de relatieve overvloed te bepalen.

Elk element heeft een karakteristiek spectrum.Een spectrum is een grafiek van de relatieve overvloed van elke lading/massa -verhouding.Elke lijn op de grafiek is gerelateerd aan de relatieve concentratie van de ionen geproduceerd door het eerste elektron af te slaan, gevolgd door het tweede elektron, de derde, enzovoort.Door een spectrum te vergelijken met elementaire massaspectra in referenties, kan het element dat het spectrum produceert worden bepaald.

Het gebruik van de gasmassaspectrometer in organische analyse is een beetje ingewikkelder.Organische verbindingen zullen een grote verscheidenheid aan geïoniseerde fragmenten in de ionisatiekamer creëren.De massaspectra van zelfs eenvoudige organische verbindingen zijn veel complexer en zijn vaak onderworpen aan meer interpretatie.De gasmassaspectrometer kan worden gebruikt om de identiteit van een organische verbinding te bevestigen als het spectrum zeer schoon is, maar vaak correlerende resultaten van andere technieken vereist zijn.

In een gaschromatografie massaspectrometer (GC/MS), is een mengsel van verbindingen isEerst gescheiden door gaschromatografie en vervolgens gevoerd naar een gasmassaspectrometer.In het gaschromatografiegedeelte van dit combinatie -instrument scheiden verdampte moleculen zich door hun vermogen om te diffunderen door een dragergas.Door het type, de temperatuur en het stroomsnelheid van het dragergas te variëren, kunnen verschillende mengsels worden gescheiden om schone, afzonderlijke monsters van elke verbinding te geven.Optimalisatie is nodig om de juiste gaschromatograaf en daaropvolgende massaspectrometerinstellingen te bepalen.Zodra de monsterbron is gekenmerkt, zoals in een fabrikant of een natuurlijke bron zoals een oliebron, produceren deze instrumenten economische, betrouwbare resultaten.