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Espectrometria de massa – o que é e como funciona

A espectrometria de massa (MS) é uma técnica laboratorial analítica para separar os componentes de uma amostra pela sua massa e carga elétrica. O instrumento utilizado na EM é chamado espectrômetro de massa.

Como funciona um espectrômetro de massa:

As três partes principais de um espectrômetro de massa são a fonte de íons, o analisador de massa e o detector.

 

Etapa 1: ionização

A amostra inicial pode ser um sólido, líquido ou gás. A amostra é vaporizada em um gás e depois ionizada pela fonte de íons, geralmente perdendo um elétron para se tornar um cátion. Mesmo as espécies que normalmente formam ânions ou que normalmente não formam íons são convertidas em cátions (por exemplo, halogênios como cloro e gases nobres como o argônio).

 

 

A câmara de ionização é mantida em um vácuo, de forma que os íons produzidos possam progredir através do instrumento sem correr para as moléculas do ar. A ionização é de elétrons que são produzidos pelo aquecimento de uma bobina de metal até liberar elétrons. Esses elétrons colidem com moléculas de amostra, derrubando um ou mais elétrons.

 

 

Como é preciso mais energia para remover mais de um elétron, a maioria dos cátions produzidos na câmara de ionização carrega uma carga de +1. Uma placa de metal com carga positiva empurra os íons da amostra para a próxima parte da máquina. (Nota: Muitos espectrômetros funcionam tanto no modo iônico negativo quanto no modo iônico positivo, então é importante conhecer a configuração para analisar os dados!)

 

Chineses fazem teletransporte quântico de 1.200 Kms

 

Etapa 2: aceleração:

 

No analisador de massa, os íons são acelerados através de uma diferença de potencial e focados em um feixe. O objetivo da aceleração é dar a todas as espécies a mesma energia cinética, como iniciar uma corrida com todos os corredores na mesma linha.

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Etapa 3: deflexão:

 

O feixe de íons passa por um campo magnético que dobra o fluxo carregado. Componentes mais leves ou componentes com mais carga iônica defletirão no campo mais do que componentes mais pesados ​​ou menos carregados.

 

Existem vários tipos diferentes de analisadores de massa. Um analisador de tempo de voo (TOF) acelera íons para o mesmo potencial e, em seguida, determina quanto tempo é necessário para que eles atinjam o detector.

 

 

Se todas as partículas começarem com a mesma carga, a velocidade dependerá da massa, com componentes mais leves atingindo primeiro o detector. Outros tipos de detectores medem não apenas quanto tempo leva para uma partícula atingir o detector, mas quanto ela é desviada por um campo elétrico e / ou magnético, produzindo informações além de apenas massa.

 

 

Etapa 4: detecção:

 

Um detector conta o número de íons em diferentes deflexões. Os dados são plotados como um gráfico ou espectro de diferentes massas. Os detectores funcionam registrando a carga induzida ou a corrente causada por um íon que atinge uma superfície ou passa por ela. Como o sinal é muito pequeno, um multiplicador de elétrons, um copo de Faraday ou um detector de íons para fótons podem ser usados. O sinal é grandemente amplificado para produzir um espectro.

 

 

Usos de Espectrometria de Massa:

É usado para análise química qualitativa e quantitativa. Ele pode ser usado para identificar os elementos e isótopos da amostra, para determinar as massas de moléculas e como uma ferramenta para ajudar a identificar estruturas químicas. Pode medir a pureza da amostra e a massa molar.

 

 

Prós e contras:

Uma grande vantagem da especificação de massa sobre muitas outras técnicas é que ela é incrivelmente sensível (partes por milhão). É uma excelente ferramenta para identificar componentes desconhecidos em uma amostra ou confirmar sua presença.

 

 

As desvantagens da especificação de massa são que ela não é muito boa na identificação de hidrocarbonetos que produzem íons similares e é incapaz de distinguir os isômeros óticos e geométricos. As desvantagens são compensadas pela combinação de MS com outras técnicas, como cromatografia gasosa (GC-MS).

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Escrito Por Cilene Bonfim
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