Hvad er et gasmassespektrometer?

Et gasmassespektrometer er et analytisk instrument, der bruges til at bestemme koncentrationen af elementer i kendte prøver og som et værktøj til at udlede sammensætningen af ukendte prøver.Det fungerer ved at påvise afbøjningen af ladede ioner afledt fra atomet eller molekylet i et magnetfelt.I uorganisk analyse producerer hvert elementært atom et karakteristisk spektrum.Mindre massive atomer afbøjes mere, ligesom atomer med en større ladning.Flere forbedringer af denne basale konfiguration gør gasmassespektrometeret nyttigt i organisk analyse såvel som elementærbestemmelse.

I basale gasmassespektrometre, der bruges til elementær analyse, fremstilles en flydende prøve først ved at udtrække eller på anden måde isolere elementet af interesse fra detOriginal prøve.Væsken fordampes derefter og ioniseres af bombardement med en elektronstrøm, der slår en eller flere elektroner fra atomet.Den nu positivt ladede ion passerer gennem et magnetfelt i rette vinkler, der udøver en sidelæns kraft på ion.Graden af afbøjning er direkte proportional med forholdet mellem afgift og masse -forhold.Den fordampede prøve introduceres i et evakueret ioniseringskammer.Der kræves et vakuum, eller den nyoprettede ion vil snart kollidere med et luftmolekyle.I ioniseringskammeret udstråler et elektrisk opvarmet metalspole elektroner sidelæns og banker elektroner fra atomerne, der danner ioner, som derefter opsamles ved en elektronfælde.Ioniseringskammeret betjenes med en positiv 10.000 volt.

De positive ioner accelereres ud af ioniseringskammeret af en ionafvisende plade, der holdes ved en lidt højere positiv spænding.Strømmen af stærkt energiske partikler er koncentreret til en stram bjælke og derefter føres gennem et magnetfelt induceret af en elektromagnet.Afhængigt af forholdet mellem lodtræk og ladning vil ionerne blive afbøjet i mindre eller større grad.Gebyret på elektromagneten kan varieres for at bringe ion interesse -ionstrømmen på detekteringspladen.Detektoren sammenligner den elektriske strøm produceret af hver ionstrøm for at bestemme den relative overflod.

Hvert element har et karakteristisk spektrum.Et spektrum er et diagram over den relative overflod af hver ladning/masseforhold.Hver linje på diagrammet er relateret til den relative koncentration af ionerne produceret ved at slå den første elektron af, efterfulgt af den anden elektron, den tredje osv.Ved at sammenligne et spektrum med elementære massespektre i referencer kan elementet, der producerer spektret, bestemmes.

Anvendelse af gasmassespektrometeret i organisk analyse er lidt mere kompliceret.Organiske forbindelser skaber en lang række ioniserede fragmenter i ioniseringskammeret.Massespektre for endda enkle organiske forbindelser er meget mere komplekse og er ofte underlagt mere fortolkning.Gasmassespektrometeret kan anvendes til at bekræfte identiteten af en organisk forbindelse, hvis spektret er meget rent, men ofte er det nødvendigtFørst adskilt med gaskromatografi og derefter fodret til et gasmassespektrometer.I gaskromatografidelen af dette kombinationsinstrument fordampede molekyler adskilt efter deres evne til at diffundere gennem en bærergas.Ved at variere typen, temperaturen og strømningshastigheden for bærergassen kan forskellige blandinger adskilles for at give rene, separate prøver af hver forbindelse.Optimering er nødvendig for at bestemme den korrekte gaskromatograf og efterfølgende massespektrometerindstillinger.Når prøvekilden er karakteriseret, såsom i et produktionsanlæg eller en naturlig kilde, såsom en oliebrønd, giver disse instrumenter økonomiske, pålidelige resultater.