Espectrómetro de masas – isótopos y masa atómica relativa

Qué muestra

La mayoría de los elementos son mezclas de isótopos: átomos con el mismo número de protones pero distinto número de neutrones. En un espectrómetro de masas de sector magnético, un haz de electrones ioniza los átomos, que se aceleran con 2 kV y se curvan en un campo magnético. Cada ion describe un círculo de radio r = √(2mV/e)/B, así que los iones más pesados se desvían menos y llegan más lejos en el detector. La altura de cada pico da la abundancia relativa del isótopo. La masa atómica relativa es la media ponderada: Ar = Σ(m/z × abundancia)/100, por ejemplo 35,48 para el cloro.

Cómo usarla

Elige un botón de elemento o Mezcla propia y observa cómo los iones pasan por 1. Ionización, 2. Aceleración y 3. Desviación. Pulsa +1000 iones para que las barras medidas se acerquen a las abundancias naturales. Mueve el control Campo magnético B, o pulsa Ajustar B, para que todos los picos caigan en el detector. La tabla muestra el cálculo de Ar; en modo cuestionario se oculta y tú escribes tu resultado en Tu Ar y pulsas Comprobar.

Parámetros que puedes cambiar

• Elemento Boro (B), Neón (Ne), Magnesio (Mg), Cloro (Cl), Cobre (Cu), Bromo (Br), Mezcla de isótopos propia
• Campo magnético B 0,1–1 T
• Ritmo de muestra 5–200 iones/s
• Los estudiantes calculan (ocultar respuesta)
• Mezcla propia: número másico del isótopo 1 1–250
• Mezcla propia: abundancia del isótopo 1 0–100 %
• Mezcla propia: número másico del isótopo 2 1–250
• Mezcla propia: abundancia del isótopo 2 0–100 %
• Mezcla propia: número másico del isótopo 3 1–250
• Mezcla propia: abundancia del isótopo 3 0–100 %

Preguntas para explorar

1. ¿Por qué la masa atómica relativa del cloro es 35,45 y no un número entero?
2. Si disminuyes el campo magnético B, ¿hacia dónde se mueven los picos en el detector y por qué?
3. ¿Cuánto se alejan las abundancias medidas de los valores naturales cuando se cuentan pocos iones?