Co to jest spektrometr masowy?
Spektrometr masowy jest instrumentem analitycznym stosowanym do określenia stężenia pierwiastków w znanych próbkach i jako narzędzie do wydukania składu nieznanych próbek. Działa poprzez wykrywanie ugięcia naładowanych jonów pochodzących z atomu lub cząsteczki w polu magnetycznym. W analizie nieorganicznej każdy atom żywiołowy wytwarza charakterystyczne spektrum. Mniej masywne atomy są bardziej odchylone, podobnie jak atomy o większym ładunku. Kilka ulepszeń tej podstawowej konfiguracji sprawia, że spektrometr masowy gazowy jest przydatny w analizie organicznej, a także w oznaczeniu elementarnym.
W podstawowych spektrometrach masowych masowych stosowanych do analizy elementarnej najpierw przygotowuje się próbkę ciekłą poprzez wyodrębnienie lub w inny sposób izolowanie elementu zainteresowania z oryginalnej próbki. Płyn jest następnie odparowywany i jonizowany przez bombardowanie za pomocą strumienia elektronów, który odrzuca jeden lub więcej elektronów z atomu. Teraz dodatnio naładowany jon przechodzi przez pole magnetyczne pod kątem prostym, co wywieraSiwa na bokach na jonie. Stopień ugięcia jest bezpośrednio proporcjonalny do ładunku do stosunku masy jonów.
Podczas gdy zasada spektrometru masowego jest łatwo zrozumiana, instrument jest staranną kombinacją komponentów. Waporyzowana próbka jest wprowadzana do ewakuowanej komory jonizacji. Wymagana jest próżnia lub nowo utworzony jon wkrótce zderzy się z cząsteczką powietrza. W komorze jonizacji elektrycznie ogrzewana cewka metalowa promieniuje elektrony na bok, odrzucając elektrony z atomów tworzących jony, które są następnie zbierane przy pułapce elektronowej. Komora jonizacyjna jest obsługiwana z dodatnim 10 000 woltów.
Jony dodatnie są przyspieszane z komory jonizacyjnej przez płytkę odpychającą jonową utrzymywaną przy nieco wyższym napięciu dodatnim. Strumień wysoce energetyzowanych cząstek jest skoncentrowany w szczelnej wiązce, a następnie przechodzi przez MagnPole etyczne indukowane przez elektromagnet. W zależności od stosunku masy do ładowania jony zostaną odchylone w mniejszym lub większym stopniu. Ładunek elektromagnetu może być zróżnicowany, aby skupić się na strumieniu jonowym zainteresowanym na płycie wykrywalnej. Detektor porównuje prąd elektryczny wytwarzany przez każdy strumień jonów w celu określenia względnej liczebności.
Każdy element ma charakterystyczne spektrum. Widmo jest wykresem względnej liczebności każdego stosunku ładunku/masy. Każda linia na wykresie jest związana ze względnym stężeniem jonów wytwarzanych przez odrzucenie pierwszego elektronu, a następnie drugiego elektronu, trzeciego i tak dalej. Porównując spektrum z elementarnymi widmami mas w odniesieniach, element wytwarzający widmo można określić.
Zastosowanie spektrometru masowego w analizie organicznej jest nieco bardziej skomplikowane. Związki organiczne stworzą dużą różnorodność jonizowanych fragmentów w komorze jonizacji. Widma masowe nawet simpZwiązki organiczne LE są znacznie bardziej złożone i często podlegają większej interpretacji. Spektrometr masy gazowej można zastosować do potwierdzenia tożsamości związku organicznego, jeśli spektrum jest bardzo czyste, ale często wymagane są wyniki z innych technik.
W spektrometrze masowej chromatografii gazowej (GC/MS) mieszaninę związków najpierw oddziela się metodą chromatografii gazowej, a następnie podawana do spektrometru masowego. W części chromatografii gazowej tego połączonego instrumentu odparowane cząsteczki oddzielają się od ich zdolności do rozproszenia przez gaz nośnika. Zmieniając rodzaj, temperaturę i szybkość przepływu gazu nośnego, różne mieszaniny można oddzielić, aby uzyskać czyste, oddzielne próbki każdego związku. Optymalizacja jest konieczna do ustalenia prawidłowego chromatografu gazowego i późniejszych ustawień spektrometru masowego. Po scharakteryzowaniu źródła próbki, na przykład w fabryce produkcyjnej lub naturalnym źródle, takim jak studnia ropy, instrumenty te wytwarzają ekonomiczne, relizdolne wyniki.