Spektrometer massa – isotop dan massa atom relatif

KimiaStruktur atom dan tabel periodikUsia 15–16

Simulasi spektrometer massa: atom diionisasi, dipercepat, dibelokkan dalam medan magnet menurut m/z, lalu menumbuk detektor. Spektrum massa B, Ne, Mg, Cl, Cu, dan Br terbentuk ion demi ion. Siswa menghitung massa atom relatif dari kelimpahan isotop, membuat campuran isotop sendiri, dan membandingkannya dengan nilai pada tabel periodik.

Pelajaran: Isotop, spektrum massa, dan massa atom relatif

Yang ditunjukkan

Sebagian besar unsur merupakan campuran isotop: atom dengan jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda. Dalam spektrometer massa sektor magnet, berkas elektron mengionisasi atom, lalu ion dipercepat oleh tegangan 2 kV dan dibelokkan oleh medan magnet. Setiap ion bergerak melingkar dengan jari-jari r = √(2mV/e)/B, sehingga ion yang lebih berat kurang dibelokkan dan mendarat lebih jauh pada detektor. Tinggi setiap puncak menunjukkan kelimpahan relatif isotop itu. Massa atom relatif adalah rata-rata berbobot: Ar = Σ(m/z × kelimpahan)/100, misalnya 35,48 untuk klorin.

Cara menggunakan

Pilih tombol unsur atau Campuran sendiri, lalu amati ion melewati 1. Ionisasi, 2. Percepatan, dan 3. Pembelokan. Tekan +1000 ion agar batang terukur mendekati kelimpahan alami. Geser penggeser Medan magnet B, atau tekan Atur B otomatis, agar semua puncak jatuh pada detektor. Tabel menampilkan perhitungan Ar; dalam mode kuis perhitungan itu disembunyikan sehingga Anda mengetik hasil Anda di Ar Anda lalu menekan Periksa.

Parameter yang dapat diubah

  • Unsur Boron (B), Neon (Ne), Magnesium (Mg), Klorin (Cl), Tembaga (Cu), Bromin (Br), Campuran isotop sendiri
  • Medan magnet B 0,1–1 T
  • Laju sampel 5–200 ion/s
  • Siswa menghitung sendiri (jawaban disembunyikan)
  • Campuran sendiri: nomor massa isotop 1 1–250
  • Campuran sendiri: kelimpahan isotop 1 0–100 %
  • Campuran sendiri: nomor massa isotop 2 1–250
  • Campuran sendiri: kelimpahan isotop 2 0–100 %
  • Campuran sendiri: nomor massa isotop 3 1–250
  • Campuran sendiri: kelimpahan isotop 3 0–100 %

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa massa atom relatif klorin 35,45, bukan bilangan bulat?
  2. Jika Anda memperkecil medan magnet B, ke arah mana puncak bergeser pada detektor, dan mengapa?
  3. Seberapa jauh kelimpahan terukur menyimpang dari nilai alami jika hanya sedikit ion yang dihitung?