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 do tej podstawowej konfiguracji sprawia, że spektrometr masowy gazowy przydatny w analizie organicznej, a także w oznaczeniu elementarnym.
W podstawowych spektrometrach masowych masowych stosowanych do analizy elementarnej próbka ciekła jest najpierw wyodrębniana przez wydobywanie lub w inny sposób izolowanie elementu zainteresowania zoryginalna próbka.Płyn jest następnie odparowywany i jonizowany przez bombardowanie za pomocą strumienia elektronów, który odrzuca jeden lub więcej elektronów z atomu.Jon dodatnio naładowany przechodzi przez pole magnetyczne pod kątem prostym, co wywiera siły na bok na jon.Stopień ugięcia jest wprost proporcjonalny do stosunku ładunku do 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 przy dodatnich 10 000 woltach.
Jony dodatnie przyspiesza z komory jonizacji przez płytkę odpychającą jonową utrzymywaną przy nieco wyższym dodatnim napięciu.Strumień wysoce energetyzowanych cząstek jest skoncentrowany w ścisłej wiązce, a następnie przechodzi przez pole magnetyczne 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 charakterystyczny widmo.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 prostych związków organicznych są znacznie bardziej złożone i często podlegają większej interpretacji.Spektrometr masowy może być stosowany do potwierdzenia tożsamości związku organicznego, jeśli widmo jest bardzo czyste, ale często koreluje wyniki innych technik.
W spektrometrze masowej chromatografii gazowej (GC/MS) mieszanka związków IS IS ISNajpierw oddzielone chromatografią gazową, a następnie podawaną 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 dają ekonomiczne, niezawodne wyniki.