Wat is een gas massaspectrometer?

Een gas massaspectrometer is een analytisch instrument dat de concentratie van elementen op bekende monsters en als een middel om de samenstelling van onbekende monsters afleiden bepalen. Het werkt door het detecteren van de afbuiging van geladen ionen afkomstig van het atoom of molecuul in een magnetisch veld. In anorganische analyse elk elementair atoom produceert een karakteristiek spectrum. Minder massief atomen meer afgebogen, net als atomen met een grotere lading. Verschillende verbeteringen aan deze basisconfiguratie maken het gas massaspectrometer nuttig in de organische analyse evenals elementaire vastberadenheid.

In de basis gas massaspectrometers gebruikt voor elementaire analyse, wordt een vloeibaar monster eerst bereid door het extraheren of anderszins isoleren van het element van de belangstelling van het oorspronkelijke monster. De vloeistof wordt vervolgens verdampt en geïoniseerd door bombardement met een elektronenstroom die klopt uit één of meer elektronen van het atoom. De nu positief geladen ion dat door een magnetisch veld loodrecht, die een zijwaartse kracht op de ionen uitoefent. De mate van afbuiging is recht evenredig met de lading massaverhouding van de ionen.

Hoewel het principe van het gas massaspectrometer is gemakkelijk te begrijpen, het instrument is een zorgvuldige combinatie van componenten. De verdampte monster wordt in een geëvacueerde ionisatiekamer. Een vacuüm nodig is, of de nieuw gecreëerde ionen zou spoedig botsen met een air-molecuul. In de ionisatiekamer, een elektrisch verwarmde metalen spiraal straalt elektronen zijwaarts kloppen uit elektronen van de atomen ionen te vormen, die vervolgens worden verzameld op een elektron houden. De ionisatiekamer wordt bedreven bij een positief 10.000 volt.

De positieve ionen uit de ionisatiekamer worden versneld door een ion afweermiddel plaat gehouden op een iets hogere positieve spanning. De stroom van zeer energie deeltjes geconcentreerd in een nauwe bundel en vervolgens door een magnetisch veld opgewekt door een elektromagneet. Afhankelijk van de massa verhouding laden, zal de ionen worden afgebogen om meer of mindere mate. De lading op de elektromagneet kan worden gevarieerd om in beeld de ionenstroom van de rente op de detectie plaat te brengen. De detector vergelijkt de elektrische stroom door elke ionenstroom om de relatieve abundantie bepalen.

Elk element heeft een karakteristiek spectrum. Een spectrum is een grafiek van de relatieve overvloed van elke lading / massaverhouding. Elke lijn op de grafiek is gerelateerd aan de relatieve concentratie van de door kloppen uit de eerste elektron ionen, gevolgd door de tweede elektron, derde, enzovoort. Door een spectrum naar elementaire massaspectra in referenties vergelijken, kan het element produceert het spectrum bepaald.

Het gebruik van het gas massaspectrometer organische analyses is iets gecompliceerder. Organische verbindingen zullen een grote verscheidenheid van geïoniseerde fragmenten in de ionisatiekamer maken. De massa spectra van zelfs eenvoudige organische verbindingen zijn veel complexer en zijn vaak onderworpen aan meer uitleg. Het gas massaspectrometer kan worden gebruikt om de identiteit van een organische verbinding bevestigen of het spectrum is zeer schoon, maar vaak gerelateerd resultaten van andere technieken vereist.

In gaschromatografie massaspectrometer (GC / MS), wordt een mengsel van verbindingen eerst gescheiden door gaschromatografie en vervolgens naar een gas massaspectrometer. In de gaschromatografie gedeelte van deze combinatie instrument, verdampt moleculen scheiden door hun vermogen om door diffunderen een dragergas. Door het variëren van de soort, temperatuur en stroomsnelheid van het dragergas, kunnen verschillende mengsels worden gescheiden om schoon afzonderlijke monsters van elke verbinding. Optimalisering is nodig om de juiste gaschromatograaf en massaspectrometer volgende instellingen bepalen. Nadat het monster bron wordt gekenmerkt, zoals in een fabriek of een natuurlijke bron zoals een oliebron, deze instrumenten produceren zuinige, betrouwbare resultaten.