Das Massenspektrometer

Beschreibung / Inhalt
Das vorliegende Dokument beschäftigt sich mit dem Thema des Massenspektrometers und dessen Aufbau und Funktion. Ein Massenspektrometer ist ein Gerät, das chemische Substanzen durch das Sortieren ihrer Ionen in elektrischen und magnetischen Feldern identifiziert. Im Gegensatz zum Massenspektrographen, der fotografische oder nicht-elektrische Methoden benutzt, um aufzuzeichnen, verwendet das Massenspektrometer elektronische Methoden. Die Massenspektrometrie wird zudem als eine rein physikalische Methode zur Präzisionsmassenbestimmung sowie zur qualitativen und quantitativen Analyse der Bestandteile nahezu aller Proben beschrieben.

Das Dokument beschreibt weiterhin den grundsätzlichen Aufbau eines Massenspektrometer-Systems mit Elektronenstoßionisation und erläutert dessen Funktionsweise. Es wird erklärt, dass die zu untersuchende Probe in der Regel in gasförmigem Zustand in die Ionenquelle geleitet wird, wo Ionisierung und Bildung eines Ionenstrahls erfolgt. Die Ionen verschiedener Masse werden in einem Massenseperator räumlich getrennt und durch einen Detektor mit elektronischen Mitteln nachgewiesen. Die Ionenquelle nutzt unterschiedliche Methoden wie Elektronenstoß, chemische Ionisation etc., um die Probe ionisieren zu können.

Das Dokument beschreibt ausführlich den Prozess der Massentrennung, bei dem der Ionenstrahl nach dem Verhältnis Masse/Ladung (m/Q) getrennt wird. Eine Kombination des magnetischen mit vorgeschalteten elektrischen Feldern kann dazu führen, dass Ionen gleicher Masse aber verschiedener Anfangsrichtung und Geschwindigkeit auf den gleichen Ort fokussiert werden (Doppelfokussierung). Die Ionen durchlaufen daraufhin Kreisbahnen mit Krümmungsradien, die von der spezifischen Ladung Q/m abhängig sind. Somit ist bei bekanntem Ladungszustand (meist aus allgemeinem Zusammenhang bestimmbar) die Ionenmasse durch den Bahnkrümmungsradius bestimmbar. Durch Änderung der Beschleunigungsspannung bei konstantem Magnetfeld oder umgekehrt lässt sich der Radius der einzelnen Ionenbahnen variieren, so dass man die Ionen verschiedener Massenzahl nacheinander durch einen „Auffängerspalt“ austreten lassen kann (Scanning), was die automatische Registrierung sehr erleichtert.

Abschließend beleuchtet das Dokument noch die Grenzen des Massenspektrometers. Zur Analyse genügen Substanzmengen von 0,01 - 1 mg und relative Massen mit einem Fehler Δm/m<10-7 sind bestimmbar. Die Isotopenhäufigkeit kann mit einem mittleren Fehler von 0,005% bestimmt werden. Allerdings kann es bei der Verwendung des Massenspektrometers zu Problemen mit dem Signal kommen, da zum Beispiel 23Na+ und 46Ti2+ dasselbe Signal erzeugen. Das Dokument gibt zudem an, dass die Informationen aus verschiedenen Quellen stammen, darunter Enzyklopädien und Lexika.
Direkt das Referat aufrufen

Auszug aus Referat
DAS MASSENSPEKTROMETER Definition: Gerät, das in gasförmigen Zustand gebrachte chemische Substanzen durch das Sortieren deren Ionen in elektr. und magn. Feldern identifiziert. Im Gegensatz zu einem Massensprektrographen, der photografische oder nicht-elektrische Methoden benutzt, um die sortierten Ionen aufzuzeichnen, verwendet ein Massenspektrometer dazu elektr. Methoden. Die Massenspektrometrie ist also eine rein physikalische Methode zur Präzisionsmassen-bestimmung, sowie zur qualitativen und quantitativen Analyse der Bestandteile nahezu aller Proben (Atome, Moleküle, Ionen). Grundsätzlicher Aufbau eines Massenspektrometer-Systems mit Elektronenstoßionisation Funktionsweise Prinzip: Die zu untersuchende Probe wird im allg. in gasförmigem Zustand in die Ionenquelle geleitet, wo Ionisierung und Bildung eines Ionenstrahls erfolgt, welcher elektrostatisch beschleunigt wird. Die Ionen verschiedener Masse werden in einem Massenseperator (meist Magnetfeld) räumlich getrennt und durch einen Detektor mit elektronischen Mitteln nachgewiesen Ionenquelle: Ionisierung der Probe (verdampft ), je nach physikalischer Eigenschaft, durch Elektronenstoß (formal nach e - M 2e - M ), chemische Ionisation, etc. Massentrennung: Nach Verlassen der Beschleunigungs- und Strahlenfokussierungsstrecke wird der Ionenstrahl nach dem Verhältnis Masse Ladung (m Q) getrennt: Durch eine Kombination des magnet. mit vorgeschalteten elektr. Feldern kann man erreichen, daß Ionen gleicher Masse, aber ...
Direkt das Referat aufrufen