espectometro de masas
Páginas: 9 (2173 palabras)
Publicado: 20 de mayo de 2014
Espectrómetro de masas
La espectrometría de masas es una técnica de análisis que permite la medición de moléculas. El espectrómetro de masas es un artefacto que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación carga-masa (z/m). Puede utilizarse para identificar los diferenteselementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.
El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo eionizar los diferentes átomos,el haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas. Drogas, fármacos, productos de síntesis química, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental, perfumes y todo tipode analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sin descomponerse.
En 1886, Eugen Goldstein observó rayos de descarga en gases a baja presión que viajaban lejos del ánodo y a través de canales en un cátodo perforado, opuestos a la dirección de los rayos catódicos cargados negativamente (que viajan desde el cátodo al ánodo). Goldstein llamó a estos rayos de ánodo con cargapositiva Kanalstrahlen (rayos canales). Wilhelm Wien encontró que fuertes campos eléctricos o magnéticos desvíaban esos rayos canales y, en 1899, construyó un dispositivo con campos eléctricos y magnéticos paralelos que separaba los rayos positivos en función de su relación carga-masa (Q/m). Wien encontró que la relación de carga a masa dependía de la naturaleza del gas en el tubo de descarga. Elcientífico inglés J. J. Thomson, que estaba interesado en medir la relación masa-carga del electrón, mejoró más tarde en el trabajo de Wien reduciendo la presión para crear el primer instrumento similar a un espectrómetro de masas.
Algunas de las modernas técnicas de espectrometría de masas fueron ideadas por Arthur Jeffrey Dempster y F. W. Aston en 1918 y 1919 respectivamente. En 1989, la mitad delPremio Nobel de Física fue otorgado a Hans Dehmelt y Wolfgang Paul por el desarrollo de la técnica de trampa de iones en los años 1950 y 1960. En 2002, el Premio Nobel de Química fue otorgado a John Bennett Fenn por el desarrollo de la ionización por electrospray (electrospray ionizatio, ESI) y a Koichi Tanaka por el desarrollo de desorción láser suave (soft laser desorptio, SLD) y su aplicacióna la ionización de macromoléculas biológicas, especialmente proteínas.
Fundamentos de la espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
La técnica de detección de iones se basa en el fenómeno conocido como desbastado (sputtering, en inglés) de partículas centradas en un blanco, que son bombardeadas por iones, átomos o moléculas. Dependiendo del intervalo de energía de la partícula primaria,ocurren colisiones elásticas e inelásticas:
en el intervalo de los keV, las interacciones dominantes son las elásticas;
las colisiones inelásticas aumentan como aumenta la energía. Estas son más comunes en el intervalo de energía de los MeV.
El proceso de dispersión produce iones secundarios en el rango de las energías cinéticas traslacionales. Las distribuciones de energía son distintas paraiones atómicos o moleculares. La eficiencia de ionización del SIMS es definida como la fracción de los átomos esparcidos que se vuelven ionizados. La eficiencia varía con respecto al elemento de análisis en varios órdenes de magnitud. Las influencias más obvias son el potencial de ionización y la afinidad electrónica de los iones negativos.
Conceptos clave
La resolución (m/∆m) es la capacidad...
La espectrometría de masas es una técnica de análisis que permite la medición de moléculas. El espectrómetro de masas es un artefacto que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación carga-masa (z/m). Puede utilizarse para identificar los diferenteselementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.
El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo eionizar los diferentes átomos,el haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas. Drogas, fármacos, productos de síntesis química, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental, perfumes y todo tipode analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sin descomponerse.
En 1886, Eugen Goldstein observó rayos de descarga en gases a baja presión que viajaban lejos del ánodo y a través de canales en un cátodo perforado, opuestos a la dirección de los rayos catódicos cargados negativamente (que viajan desde el cátodo al ánodo). Goldstein llamó a estos rayos de ánodo con cargapositiva Kanalstrahlen (rayos canales). Wilhelm Wien encontró que fuertes campos eléctricos o magnéticos desvíaban esos rayos canales y, en 1899, construyó un dispositivo con campos eléctricos y magnéticos paralelos que separaba los rayos positivos en función de su relación carga-masa (Q/m). Wien encontró que la relación de carga a masa dependía de la naturaleza del gas en el tubo de descarga. Elcientífico inglés J. J. Thomson, que estaba interesado en medir la relación masa-carga del electrón, mejoró más tarde en el trabajo de Wien reduciendo la presión para crear el primer instrumento similar a un espectrómetro de masas.
Algunas de las modernas técnicas de espectrometría de masas fueron ideadas por Arthur Jeffrey Dempster y F. W. Aston en 1918 y 1919 respectivamente. En 1989, la mitad delPremio Nobel de Física fue otorgado a Hans Dehmelt y Wolfgang Paul por el desarrollo de la técnica de trampa de iones en los años 1950 y 1960. En 2002, el Premio Nobel de Química fue otorgado a John Bennett Fenn por el desarrollo de la ionización por electrospray (electrospray ionizatio, ESI) y a Koichi Tanaka por el desarrollo de desorción láser suave (soft laser desorptio, SLD) y su aplicacióna la ionización de macromoléculas biológicas, especialmente proteínas.
Fundamentos de la espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
La técnica de detección de iones se basa en el fenómeno conocido como desbastado (sputtering, en inglés) de partículas centradas en un blanco, que son bombardeadas por iones, átomos o moléculas. Dependiendo del intervalo de energía de la partícula primaria,ocurren colisiones elásticas e inelásticas:
en el intervalo de los keV, las interacciones dominantes son las elásticas;
las colisiones inelásticas aumentan como aumenta la energía. Estas son más comunes en el intervalo de energía de los MeV.
El proceso de dispersión produce iones secundarios en el rango de las energías cinéticas traslacionales. Las distribuciones de energía son distintas paraiones atómicos o moleculares. La eficiencia de ionización del SIMS es definida como la fracción de los átomos esparcidos que se vuelven ionizados. La eficiencia varía con respecto al elemento de análisis en varios órdenes de magnitud. Las influencias más obvias son el potencial de ionización y la afinidad electrónica de los iones negativos.
Conceptos clave
La resolución (m/∆m) es la capacidad...
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