Massaspektrometria , kutsutaan myös massaspektroskopia , analyyttinen tekniikka, jolla kemialliset aineet tunnistetaan sähkö- ja magneettikentissä olevien kaasumaisten ionien lajittelun mukaan niiden massa-varaus-suhteiden mukaan. Tällaisissa tutkimuksissa käytettyjä laitteita kutsutaan massaspektrometreiksi ja massaspektrografeiksi, ja ne toimivat periaatteella, että liikkuvat ionit voivat taipua sähkö- ja magneettikentillä. Nämä kaksi instrumenttia eroavat toisistaan vain tavasta, jolla lajitellut varatut hiukkaset havaitaan. Massaspektrometrissä ne havaitaan sähköisesti, massaspektrografissa valokuva- tai muulla ei-sähköisellä tavalla; termiä massaspektroskopia käytetään sisältämään molemmat laitteet. Koska sähköisiä ilmaisimia käytetään nyt yleisimmin, kenttää kutsutaan tyypillisesti massaspektrometriaksi.
Massaspektroskoopit koostuvat viidestä perusosasta: korkea tyhjiöjärjestelmä; näytteen käsittelyjärjestelmä, jonka avulla tutkittava näyte voidaan tuoda; ionilähteen, jossa näytteelle tyypillinen varautuneiden hiukkasten säde voidaan tuottaa; analysaattori, jossa säde voidaan jakaa osiinsa; ja ilmaisimen tai vastaanottimen, jonka avulla erotetut ionisäteet voidaan havaita tai kerätä.
Monet tutkimukset on tehty massaspektrometrian avulla. Näihin kuuluvat kemiallisten alkuaineiden isotooppien tunnistaminen ja niiden tarkan massan ja suhteellisen runsauden määrittäminen, geologisten näytteiden päivämäärät, epäorgaanisten ja orgaanisten kemikaalien analysointi erityisesti pienien epäpuhtauksien määrissä, monimutkaisten orgaanisten aineiden rakennekaavan määritys, tiettyjen ionien tuottamiseksi tarvittavien kemiallisten sidosten vahvuudet ja energiat, ionien hajoamistuotteiden tunnistaminen ja tuntemattomien materiaalien, kuten kuunäytteiden, kemiallisten ja isotooppisten analyysi osatekijät . Massaspektroskooppeja käytetään myös isotooppien erottamiseen ja väkevöityjen isotooppien määrän mittaamiseen, kun niitä käytetään merkkiaineina kemia , biologia ja lääketiede.
kuinka panaman kanava rakennettiin
Massaspektroskopian perusta laitettiin vuonna 1898, kun saksalainen fyysikko Wilhelm Wien huomasi, että varautuneiden hiukkasten säteet voivat taipua magneettikenttä . Vuosien 1907 ja 1913 välillä suoritetuissa tarkennetuissa kokeissa brittiläinen fyysikko J.J. Thomson , joka oli jo löytänyt elektronin ja havainnut sen taipumisen sähkökentällä, ohitti positiivisesti varautuneiden ionien säteen yhdistetyn sähköstaattisen ja magneettikentän läpi. Thomsonin putken kaksi kenttää sijoittuivat siten, että ionit taipuivat pienien kulmien läpi kahteen kohtisuoraan suuntaan. Tuloksena oli, että ionit tuottivat sarjan parabolisia käyriä polulle asetetulle valokuvalevylle. Kukin paraboli vastasi ioneja, joilla oli tietty massa-varaussuhde, ja jokaisen ionin erityinen sijainti riippuen sen nopeudesta; parabolisten käyrien pituudet antoivat mittauksen säteen sisältämien ionienergioiden alueesta. Myöhemmin yrittäessään arvioida läsnä olevien eri ionilajien suhteellisia määriä Thomson korvasi valokuvalevyn metallilevyllä, johon leikattiin parabolinen rako. Muuttamalla magneettikenttää hän pystyi skannaamaan massaspektrin läpi ja mittaamaan a nykyinen joka vastaa kutakin erillistä ionilajia. Siksi hänelle voidaan hyvittää ensimmäisen massaspektrografin ja ensimmäisen massaspektrometrin rakentaminen.
Paraboolispektrografialla merkittävin havainto oli ilmakehässä olevien harvinaisten kaasujen spektri. Heliumista (massa 4), neonista (massa 20) ja argonista (massa 40) johtuvien viivojen lisäksi oli linja, joka vastasi massaa 22 olevaa ionia, jota ei voitu liittää mihinkään tunnettuun kaasuun. Saman alkuaineen eri massojen muotojen olemassaoloa oli epäilty, koska oli havaittu, että monia radioaktiivisten aineiden pareja ei voitu erottaa kemiallisilla keinoilla. Isotoopin nimen (kreikaksi samasta paikasta) ehdotti brittiläinen kemisti Frederick Soddy vuonna 1913 näille saman kemiallisen lajin eri radioaktiivisille muodoille, koska ne voitiin luokitella samaan paikkaan alkuaineiden jaksollisessa taulukossa. Massan 22 ioni oli itse asiassa stabiili raskas neonin isotooppi.
Tähän mennessä keskustellut spektroskopit ovat analoginen optiikan reikäkameraan, koska ionisäteitä ei tarkenneta. Tarkennustyyppisten massaspektroskooppien käyttöönotto tuli vuosina 1918–19, ja se johtui brittiläiseltä kemistiltä ja fyysikolta Francis W. Astonilta sekä amerikkalaiselta fyysikolta Arthur J. Dempsteriltä.
milloin Selena Quintanilla Gomez syntyi
Astonin versiossa peräkkäiset sähkö- ja magneettikentät järjestettiin siten, että kaikki yhden massan täydellisesti kollimoidut ionit saatettiin fokusoitumaan niiden nopeudesta riippumatta, mikä synnytti ns. Nopeustarkennuksen. Astonin suunnittelu oli hänen myöhempien instrumenttiensa perusta, jolla hän mitasi järjestelmällisesti ja tarkasti monien alkuaineiden isotooppien massat. Hän valitsi16O (massan 16 hapen isotooppi) massastandardina.
Dempsterin spektrometri käytti vain magneettikenttää, joka käänsi ionisäteen 180 ° kaaren läpi. Dempsterin koneessa ionisuihku homogeeninen massassa ja energiassa, mutta ero rakosta voitaisiin tuoda suuntaan. Tätä spektrometriä käytti Dempster tarkan määrityksen tekemiseen magnesiumin, litiumin, kaliumin, kalsiumin ja sinkin isotooppeista, mikä loi perustan kaikkien alkuaineiden isotooppien vastaaville mittauksille.
hallitseeko ydin solua
Massaspektroskoopin erotteluvoima tai resoluutio on mitta sen kyvystä erota vieressä massat, jotka näytetään piikkeinä ilmaisimessa. Jos kaksi piikkiä johtuu massasta m ja ( m + Δ m ) voidaan vain erottaa, ratkaisevuus on m / Δ m . Varhaisilla koneilla oli vain muutaman sadan ratkaisukyky. Vuosina 1935 ja 1936 Dempster, Kenneth T.Bainbridge, molemmat työskentelivät Yhdysvalloissa, ja Josef Mattauch, Saksassa, kehittivät itsenäisesti instrumentteja, joissa sähkö- ja magneettikentät olivat järjestetty rinnakkain siten, että lähteestä syntyneet ionisäteet eri suuntiin ja eri nopeuksilla kohdennettiin uudelleen. Tällaista kohdentamista kutsutaan kaksoistarkennukseksi. Siten oli mahdollista saavuttaa noin 60 000 erottelukyky.
Copyright © Kaikki Oikeudet Pidätetään | asayamind.com