جدول ال
يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو ؟، حيث يستخدم هذه الجهاز ايضاً في العديد من القياسات المهمة الأخرى مثل تحديد هوية المركبات المجهولة، وتحديد التركيب النظائري للعناصر في الجزيء، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن هذا الجهاز، كما وسنوضح ما هو مبدأ عمل الجهاز وما هي إستخداماته.
يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو
يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته بإسم مطياف الكتلة (بالإنجليزية: Mass Spectrometry)، ولقد تم إختراع هذا الجهاز من قبل فرانسيس أستون، وإن مطياف الكتلة هو أسلوب تحليلي يستخدم لقياس نسبة الكتلة إلى شحنة الأيونات، ويتم تقديم النتائج فيه على شكل طيف كتلة، ولذلك سمي بمطياف الكتلة، وإن طيف الكتلة هو عبارة عن مخطط للإشارة الأيونية كدالة لنسبة الكتلة إلى الشحنة، حيث تستخدم هذه الأطياف لتحديد التوقيع الأولي أو النظيري للعينة، أو لتحديد الكتل للجسيمات والجزيئات، أو لتوضيح الهوية أو التركيب الكيميائي للجزيئات والمركبات الكيميائية الأخرى.
في الواقع إن مقياس الطيف الكتلي له إستخدامات نوعية وكمية كثيرة، ويتضمن ذلك تحديد المركبات غير المعروفة، وتحديد التركيب النظيري للعناصر في الجزيء، وتحديد بنية المركب من خلال مراقبة تجزئته، كما وتشمل الإستخدامات الأخرى مثل تحديد كمية المركب في عينة، أو دراسة أساسيات المرحلة الغازية للكيمياء الأيونية، ويستخدم الآن بشكل شائع في المختبرات التحليلية التي تدرس الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية لمجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات.[1]
شاهد ايضاً: الروابط الأيونية تنشأ بين الذرات التي تتشارك بالإلكترونات
مكونات جهاز مطياف الكتلة
يتكون كل جهاز لمطياف الكتلة من هذه المكونات الرئيسية وهي كالأتي:[2]
مصدر التأين
مصدر التأين (بالإنجليزية: Ionization Source)، حيث يتم تحويل الجزيئات إلى أيونات في الطور الغازي، بحيث يمكن تحريكها ومعالجتها بواسطة المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية، وتستخدم تقنية تسمى التأين بالرش الكهربائي النانوي، حيث تسمح هذه الطريقة بتكوين أيونات موجبة أو سالبة الشحنة، وذلك إعتماداً على المتطلبات التجريبية، وفي هذه التقنية يتم إقتران مخرج عمود كروماتوغرافي صغير الحجم مباشرة بمدخل مطياف الكتلة، حيث يتم تمرير التدفق من العمود عبر إبرة تبلغ مساحتها 10 إلى 15 ميكرون عند طرفها.
جهاز تحليل الكتلة
جهاز تحليل الكتلة (بالإنجليزية: Mass Analyzer)، حيث أنه بمجرد تأين الأيونات، يتم فرزها وفصلها وفقاً لنسب الكتلة إلى الشحنة، وغالباً ما يعمل جهاز محلل الكتلة بالتنسيق مع نظام الكشف عن الأيونات.
نظام كشف الأيونات
نظام كشف الأيونات (بالإنجليزية: Ion Detection System)، حيث يتم بعد ذلك قياس الأيونات المنفصلة وإرسالها إلى نظام بيانات، ويتم تخزين نسب الكتلة إلى الشحنة جنباً إلى جنب مع وفرتها النسبية، وإن الطيف الكتلي هو ببساطة نسب الأيونات الموجودة في عينة مخططة مقابل شدتها، حيث تظهر كل قمة في الطيف الكتلي مكوناً مميز من نسب الكتلة إلى الشحنة في العينة، كما وتشير إرتفاعات القمم إلى الوفرة النسبية للمكونات المختلفة في العينة.
شاهد ايضاً: كيف يذيب الماء المركبات الأيونية
أنواع أجهزة تحليل الكتلة
إن مقياس الطيف الكتلي هو طريقة تحليلية تستخدم التأين وتحليل الكتلة للمركبات، من أجل تحديد كتلة وصيغة وهيكل المركب الذي يتم تحليله، وإن محلل الكتلة هو أحد مكونات جهاز مطياف الكتلة الذي يأخذ الكتل المتأينة ويفصلها بناءاً على نسب الشحنة إلى الكتلة، ومن ثم يخرجها إلى الكاشف حيث يتم إكتشافها وتحويلها إلى مخرجات رقمية، وهناك ستة أنواع عامة من أجهزة تحليل الكتلة، والتي يمكن إستخدامها لفصل الأيونات في مقياس الطيف الكتلي، وهي كالأتي:[3]
- محلل الكتلة الرباعي (بالإنجليزية: Quadrupole Mass Analyzer).
- محلل كتلة الرحلة (بالإنجليزية: Time of Flight Mass Analyzer).
- محلل كتلة الجزء المغناطيسي (بالإنجليزية: Magnetic Sector Mass Analyzer).
- محلل كتلة جزء الكهرباء الساكنة (بالإنجليزية: Electrostatic Sector Mass Analyzer).
- محللات كتلة رباعية الأيونات (بالإنجليزية: Quadrupole Ion Trap Mass Analyzers).
- محلل السيكلوترون (بالإنجليزية: Ion Cyclotron Resonance).
وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أنه يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو جهاز مطياف الكتلة، كما ووضحنا بالتفصيل ما هو هذا الجهاز، وذكرنا جميع مكوناته ومبدأ عمله، وحددنا جميع أنواع أجهزة محللات الكتلة.
