شیمی - اسپكترومتري جرمي

یک ذره باردارمتحرک باسرعتی یکنواخت درخلا ء تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی نیرویی تحمل می کند که سبب تغییر مسیرش می شود.انحراف ذره ازمسیراولیه بستگی به جرم وبارالکتریکی ذره دارد.اگر سرعت ذره باردارتحت تاثیر یک میدان الکتریکی به اختلاف پتانسیل V تشدید شده باشد انرژی جنبشی ذره دراثراین میدان عبارت است از (1 ) mv2 /2 =V.e

که دراین رابطه e و m و v به ترتیب بار وجرم وسرعت ذره می باشد.طيف نگارجرمي يون هارابرحسب مقادير m/e ازيكديگر جدا مي كند. در حضور یک میدان مغناطیسی ، یک ذره باردار مسیر منحنی شکلی را خواهد داشت. معادله‌ای که شعاع این مسیر منحنی شکل را نشان می‌دهد به صورت زیراست : ( 2) r = mv / eH

که r شعاع انحنای مسیر و H شدت میدان مغناطیسی است. باحذف v ازبين دومعادله فوق٬ معادله اساسي اسپكترومتري هاي جرم ساده را بدست مي دهد. m / e = H2R2 / 2V

این معادله نشان مي دهد که شعاع مسيريون٬ مي تواند در اثر تغيير H ويا V تغيير نمايد. معمولا H را متغير انتخاب مي نمايند.

رفتار و عمل یک یون را در بخش تجزیه‌گر جرمی یک طیف سنج جرمی توسط اين معادله مي توان توجیه نمود .



اصول عمليات

دراسپكترومتري جرمي موادي كه توسط كروماتوگرافي گاز جداسازي شده اند شناسايي واندازه گيري مي گردند .به اين صورت كه٬ گازهاي خارج شده ازستون مويينه ( GC ) يكي يكي مستقيما واردمخزن يونش دستگاه طیف سنج جرمی مي شوند . درقسمت هايي از دستگاه چون مخزن يون و جمع كننده و ....بوسيله پمپ ٬ خلاء ايجاد مي كنند.وقتي كه دستگاه طیف سنج جرمی كار مي كند .جریان یکنواختی از بخار مولکول ها از روزنه مولکولی به محفظه یونش وارد مي شوند و توسط جریانی از الکترون های پرانرژی بمباران شده وتبديل به يون هاي مثبت مي گردند. در محفظه یونش الکترون های پرانرژی دارای انرژی معادل 70 میکرون - ولت هستند. و از یک "سیم باریک" که تا چند هزار درجه سلسیوس گرم ‌شده است٬ ساطع می‌شوند.

یک "صفحه دافع" که پتانسیل الکتریکی مثبت كمي دارد، یونهای مثبت را به طرف "صفحات شتاب دهنده" هدایت می‌کند.

مولکول های نمونه که یونیزه نشده اند. بطور مداوم توسط مکنده‌ها یا پمپهای خلا٬ که به محفظه یونش متصل هستند، خارج می شوند. بعضی از این مولکولها از طریق جذب الکترون به یونهای منفی تبدیل می‌شوند. این یونهای منفی توسط صفحات دافع جذب می‌گردند.

ممکن است که بخش کوچکی از یونهای تشکیل شده بیش از یک بار داشته باشند، (از دست دادن بیش از یک الکترون) اینها مانند یونهای مثبت تک ظرفیتی ، شتاب داده می‌شوند.

پرتوي يون هاي مثبت در یک میدان الکتریکی باقدرت چندين هزار ولت شتاب داده می‌شوند. درنتیجه این عمل ، پرتویی از یونهای مثبت سریع تولید می شود. این یونها توسط یک یا چند "شکاف متمرکز کننده" یکنواخت ومتمركز می‌شوند.اگر ولتاژاين ميدان ثابت نگهداشته شود٬ تمام يون هايي كه m/e مساوي دارند ٬ باسرعت يكسان وارد يك ميدان مغناطيسي مي شوند.و بسته به نسبت بار/جرم جدا می‌گردند.

اگر شدت ميدان ( ‌ H) رابه ميزان ثابتي افزايش ويا كاهش دهند نيروي اعمال شده بوسيله ميدان مغناطيسي افزايش وياكاهش مي يابد وپرتوهاي جداشده هريك به نوبت ازشكاف عبورنموده وبه صفحه آشكاركننده برخوردمي كنند .

آشکار کننده بخش ديگر دستگاه است .كه در اثر برخورد یونها به آن ، هريون مثبت باگرفتن يك الكترون ٬ توليد جريان درمدار مي كند . سیگنال تولید شده از آشکار کننده به یک ثبات داده می‌شود که یونهای دارای نسبت بار/جرم مشخص و معین را٬ شمارش و آشکارمي گرداند.ونموداری از طیف جرمی ، تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم را رسم مي كند . می‌توان آن قدر دقیق این جریان را تنظيم نمود. که جریان حاصل از برخورد حتي یک یون به آشکار کننده اندازه ‌گیری شود.

در دستگاههای جدید ، خروجی آشکار کننده به رایانه متصل است. رایانه اطلاعات را به هر دو صورت جدولی و گرافیکی ذخيره مي كند. درپايان داده‌ها با طیف های استاندارد ذخیره شده موجود در رایانه مقایسه می‌گردد.ومولكول جداسازي شده شناسايي مي شود.
مي توانيد مراحل فوق الذكر را با دنلود فلش زیر مشاهده كنيد.


كد - لینک:
DivShare - File Not Found
نوشته خانم حشمت السادات هوشمند

برگرفته از :


كد - لینک:
کلاس شیمی
:104:
گردآونده:طه-Borna66