Espectrômetro de massas – isótopos e massa atômica relativa

O que mostra

A maioria dos elementos é uma mistura de isótopos: átomos com o mesmo número de prótons, mas números diferentes de nêutrons. Em um espectrômetro de massas de setor magnético, um feixe de elétrons ioniza os átomos, que são acelerados por 2 kV e curvados por um campo magnético. Cada íon descreve um círculo de raio r = √(2mV/e)/B, então íons mais pesados são menos desviados e chegam mais longe no detector. A altura de cada pico dá a abundância relativa do isótopo. A massa atômica relativa é a média ponderada: Ar = Σ(m/z × abundância)/100, por exemplo 35,48 para o cloro.

Como usar

Escolha um botão de elemento ou Mistura própria e observe os íons passarem por 1. Ionização, 2. Aceleração e 3. Desvio. Clique em +1000 íons para que as barras medidas se aproximem das abundâncias naturais. Mova o controle Campo magnético B, ou clique em Ajustar B, para que todos os picos caiam no detector. A tabela mostra o cálculo de Ar; no modo exercício ele fica oculto e você digita seu resultado em Seu Ar e clica em Verificar.

Parâmetros que você pode mudar

• Elemento Boro (B), Neônio (Ne), Magnésio (Mg), Cloro (Cl), Cobre (Cu), Bromo (Br), Mistura de isótopos própria
• Campo magnético B 0,1–1 T
• Taxa de amostra 5–200 íons/s
• Estudantes calculam (ocultar resposta)
• Mistura própria: número de massa do isótopo 1 1–250
• Mistura própria: abundância do isótopo 1 0–100 %
• Mistura própria: número de massa do isótopo 2 1–250
• Mistura própria: abundância do isótopo 2 0–100 %
• Mistura própria: número de massa do isótopo 3 1–250
• Mistura própria: abundância do isótopo 3 0–100 %

Perguntas para explorar

1. Por que a massa atômica relativa do cloro é 35,45 e não um número inteiro?
2. Se você diminuir o campo magnético B, para onde os picos se movem no detector e por quê?
3. Quanto as abundâncias medidas se afastam dos valores naturais quando poucos íons são contados?