<
X
تبلیغات
نماشا
رایتل
سه‌شنبه 25 فروردین‌ماه سال 1388 @ 15:48

اصول طیف سنجی جرمی (اسپکترومتری جرمی )

اصول طیف سنجی جرمی (اسپکترومتری جرمی )

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  به ترتیب بار وجرم وسرعت ذره می باشد.طیف نگارجرمی یون هارابرحسب مقادیر m/e  ازیکدیگر جدا می کند. 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 ازبین دومعادله فوق٬ معادله اساسی اسپکترومتری های جرم ساده را بدست می دهد.          m / e = H2R2 / 2V      

این معادله نشان می دهد که شعاع مسیریون٬ می تواند در اثر تغییر  H ویا V تغییر نماید. معمولا را متغیر انتخاب می نمایند.

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

              اسپکترومتر

اصول عملیات

دراسپکترومتری جرمی موادی که توسط کروماتوگرافی گاز جداسازی شده اند  شناسایی واندازه گیری می گردند .به این  صورت که٬  گازهای خارج شده ازستون مویینه ( GC ) یکی یکی مستقیما واردمخزن یونش  دستگاه طیف سنج جرمی می شوند . درقسمت هایی از دستگاه چون مخزن یون و جمع کننده و ....بوسیله پمپ ٬ خلاء ایجاد می کنند.وقتی که دستگاه طیف سنج جرمی کار می کند ریان یکنواختی از بخار مولکول ها از روزنه مولکولی به محفظه یونش وارد می شوند و توسط جریانی از الکترون های پرانرژی بمباران شده وتبدیل به یون های مثبت می 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 کمی 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.

پرتوی یون های مثبت در یک میدان الکتریکی باقدرت چندین 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 ومتمرکز می‌شوند.اگر ولتاژاین میدان ثابت نگهداشته شود٬ تمام یون هایی که m/e  مساوی دارند   ٬ باسرعت یکسان وارد یک میدان مغناطیسی می شوند.و بسته به نسبت بار/جرم  جدا می‌گردند.

اگر شدت میدان  ( H) رابه میزان ثابتی افزایش ویا کاهش دهند نیروی اعمال شده بوسیله میدان مغناطیسی افزایش ویاکاهش می یابد وپرتوهای جداشده هریک به نوبت ازشکاف عبورنموده وبه صفحه آشکارکننده برخوردمی کنند .

آشکار کننده بخش دیگر دستگاه است .که  در اثر برخورد یونها به آن ، هریون مثبت باگرفتن یک الکترون ٬ تولید جریان درمدار می کند . سیگنال تولید شده از آشکار کننده به یک ثبات داده می‌شود که یونهای دارای نسبت بار/جرم مشخص و معین را٬ شمارش و آشکارمی گرداند.ونموداری از طیف جرمی ، تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم را رسم می کند .  می‌توان آن قدر دقیق این جریان را تنظیم نمود. که جریان حاصل از برخورد حتی 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 ذخیره می کند. درپایان داده‌ها با طیف های استاندارد ذخیره شده موجود در رایانه مقایسه می‌گردد.ومولکول جداسازی شده شناسایی می شود.