*
يشار إلى أن عمل مطياف الكتلة يمر بعدةِ مراحل، ومنها:
التأين (Ionization): قد يتم إخضاع الجزيئات السائلة للتسخين ليصار إلى تحويلها إلى غازية، ومن ثم يقوم الإلكترون بإطلاقِ الأشعة على الأبخرة المتصاعدة للتحوّل إلى أيونات، ويتم ذلك بواسطة منح الإلكترونات للمزيد من الجزيئات لغاياتِ إنتاج أيونات ذات شحنة سالبة، أو حتى إفقاد الجزيء بعض إلكتروناته لغاياتِ إطلاق أيون ذو شحنة موجبة، وتعد هذه الخطوة الأولى في مبدأ عمل مطياف الكتلة. مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek. التسارع والانحراف (Acceleration and Deflection): بعد الانتهاءِ من عملية فصل الأيونات؛ تبدأ المرحلة الهامة وهي التسارع والانحراف؛ ويشار إلى أن التسارع يعتمد على خطوةِ الجذبِ التدريجي والبسيط للأيونات الموجبة باتجاه الصفائح ذات الشحنات السالبة، وبشكلٍ أدّق الجزيئات الأخف وزنًا تكون أسرع للانجذاب من تلك التي تتسم بثقل الوزن. أما الانحراف؛ فيأتي بالتزامنِ مع بدء تغيير مسار الأيونات بالاعتماد على الجذب المغناطيسي القائم، وتعد الكتلة عنصرًا أساسيًا في تحديد مدى الانحراف؛ لذلك فإنه من الملاحظ أن درجة الانحراف تتفاوت وفقًا لسرعتها داخل مطياف الكتلة. الكشف ، تعد هذه المرحلة الأخيرة في عمل مطياف الكتلة؛ إذ يتم وصول الأيونات إلى وحدة المكشاف الموجودة ضمن مكونات المطياف بشكلٍ متتالي، ويقوم جهاز الحاسوب بدوره بالكشف عن هذه المكونات، ويتم تمثيلها بيانيًا فيما بعد.
- من استخدامات مطياف الكتله .......... - الحلول السريعة
- مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek
- استخدام مطياف الكتلة بقلم الطالبة:زينب علاء الدين ~ مجلة ثالث علمي 2
- بحث عن مطياف الكتلة .. فكرة عمل مطيافية الكتلة - موسوعة
من استخدامات مطياف الكتله .......... - الحلول السريعة
يساعد على معرفة التركيب الشفوي للعناصر. – الكمية: ما هو الزيت عليها. كما يتم استخدام أنواع مختلفة من الأنواع المختلفة منها: يستخدمه الأطباء في الإجراءات الطبية. تستخدم في علم الأحياء المائية لتشكيل علم الأحياء الطبيعي. يتم استخدامه في الجيولوجيا ، مما يساعد على تحديد الصيغ. تحديد أنواع الأسماك السامة. دراسة الأحوال الجوية والرياح. بحث عن مطياف الكتلة .. فكرة عمل مطيافية الكتلة - موسوعة. فكرة عمل هذا الجهاز هي إزاحة المركبات الكيميائية من أجل توليد جزيئات مشحونة من الطاقة بحيث يتم قياس نسبة كتلتها إلى شحنتها ، وبالتالي يتم وضع عينة من العينات في المنطقة المحددة و تسمى العينة الوحدة ، سواء كانت سائلة أو غازية ، حيث يتم تحويل العينة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية من خلال عملية التسخين عند نقاط غليان عالية وتحت ضغط. الجواب: صحيح. كان هذا من آخر الأسئلة التي تناولت إحدى التقنيات الحديثة المستخدمة في تحليل العناصر والمواد في الطبيعة ، كما حددنا بعض خواصها ومبدأ عملها وبالتالي استخداماتها..
مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek
** تطبيقات أخرى لجهاز مطياف الكتلة:- · يستخدم الفلكيون جهاز مطياف الكتلة لتحديد أنواع العناصر والنظائر الموجودة في الرياح الشمسية. فعلى سبيل المثال طيف الكتلة للرياح الشمسية كشف عن وجود العناصر التالية وهي الكربون (12) /والأكسجين (16)/ والنيون (2)/ والماغنيسيوم (24)/والسيلكون (28)/والحديد (56). · يستخدم علماء البيئة مطياف الكتلة في الكشف عن السموم في الأسماك الملوثة. استخدام مطياف الكتلة بقلم الطالبة:زينب علاء الدين ~ مجلة ثالث علمي 2. · علماء الأحياء يستخدموا جهاز مطياف الكتلة في التعرف على تركيب الجزئيات البيولوجية المعقدة، مثل الكربوهيدرات والبروتينات والأحماض الاميني. · أطباء التخدير استخدموا مطياف الكتلة خلال العمليات الجراحية لقياس معدلات الأيض في الخلية الحية لمعرفة اذا ما كانت خلايا المريض تتلقى الكمية الكافة من الأكسجين. · الجيولوجيين استخدموا مقياس الكتلة لتحديد مواقع الآبار النفطية للبحث عن وجود أثار نفطية قبل الشروع في عمليات الحفر. · يمكن استخدام جهاز مطياف الكتلة في قياس أعمار الأحافير من خلال قياس الكربون 12 والكربون 14 في العينة لمعرفة عمرها.
استخدام مطياف الكتلة بقلم الطالبة:زينب علاء الدين ~ مجلة ثالث علمي 2
مطيافُ الكتلة (Mass spectrometry) هو تقنيةٌ تحليليِّة للتعرُّف على مكوِّناتِ مادةٍ ما، أو لتوضيح شكلِ وبنية الجزيئات الكيميائية، من خلال تكسيرها إلى أيوناتٍ وقياس نسبةٍ كتلتها إلى شحنتها من خلال جهاز مطياف الكتلة. فكرة عمل الجهاز:
فكرة العمل بسيطة، وتتم العملية على ثلاث مراحل:
المرحلة الأولى: التأيُّن (Ionization)، وهناك أساليب كثيرة لتنفيذ تلك الخطوة، من أهمها أسلوب يُسمَّى: تأثير إلكترون التأيُّن electron impact ionization))، وفي هذا الأسلوب يتم تعريض العينة إلى سيلٍ من الإلكترونات بطاقاتٍ عالية كافية لحدوث تصادُمٍ ينتج عنه فقد الجزيء لإكترون ليتحوَّل إلى أيون يحمل شحنةً موجبة، ويُسمَّى: (Molecular ion) أو (Parent ion). الأيونات الناتجة من هذه الخطوة تفقد إلكترونًا واحدًا فقط، وبالتالي تحمل شحنة +1 لأنَّه من الصعب جدًا فقد إلكترونٍ آخر من نفس الجزيء. بعد فقدان الجزيء لإلكترون يُصبِحُ غير مستقر، ويتفتت لأيوناتٍ وجذورٍ حُرَّة (free radicals، ذرة ذات إلكترون حر جاهز للارتباط) أصغر من خلال كسر روابط معينة بين ذراته (الأضعف) ليُعطي منتجاتٍ أكثر استقرارًا من خلال ما يُسمَّى بنمط التجزئة (Fragmentation pattern).
بحث عن مطياف الكتلة .. فكرة عمل مطيافية الكتلة - موسوعة
المرحلة الثانية: التسريع (Acceleration) فباستخدام قُطبٍ سالبٍ يتم تسريع الأيونات الموجبة فقط لتدخل أنبوب التحليل، ويتم استبعاد الجذور الحرة. المرحلة الثالثة: الانعطاف (Deflection) باستخدام مجالٍ مغناطيسيٍّ على جانبِ أنبوب التحليل، تتعرَّض الأيونات الموجبة للمجال المعناطيسي وتتأثَّر به فتنحرف عن المسار. مقدار انحراف الأيونات عن المسار يعتمد على نسبة كتلة الأيون إلى شحنته m/z. وبما أنَّ جميع الشحنات متساوية وهي (z=+1) يُمكن اعتبار أنَّ مقدار الانحراف يعتمد فقط على كتلة الأيون m. وهكذا يتم الفصل بين الأيونات، وباستخدام كاشف في الجهاز (detector) يتمُّ قياس كتلة كل أيون ونسبة توافره (relative abundance). فكُلَّما كان الأيون أكثر استقرارًا كُلَّما كان متوافرًا أكثر، والعكس صحيح. تخرج لنا البيانات من الجهاز على شكلِ رسمٍ يُسمَّى بـ(mass spectrum)، ويكون على المحور الأفقي نسبة الكتلة إلى الشحنة m/z، وعلى المحور الرأسي نسبة التوافر. ويمكن اعتبار أن المحور الأفقي يُعبِّر عن كتلة الأيون فقط. وأول مثالٍ على spectrum خاص بمُركَّب البنتان pentane يكون كالتالي:
مثال spectrum لمركب pentane
كلُّ إشارةٍ على الرسمِ السابق تُعبِّر عن أيونٍ مُختلِف.
مرحلة التسريع
أما في هذه المرحلة يتم فصل الجذور الحرة عن الأيونات ذات الشحنة الموجبة والتي يتم إضافتها إلى أنبوب التحليل عبر تعزيز سرعة حركتها، وذلك يتم من خلال الاعتماد على القطب السالب. مرحلة الانعطاف
تعتمد مرحلة الانعطاف على فصل الأيونات عن بعضها البعض من خلال المجال المغناطيسي الذي يحفز الأيونات على تغيير سير حركتها، وذلك عندما يوضع المجال المغناطيسي على أحد جهات أنبوب التحليل، وفي حالة زيادة كتلة الأيون يزداد انحرافه عن مساره، وعقب انتهاء هذه العملية يتم الكشف عن مدى استقرار الأيون والتعرف على حجم كتلته من خلال الكاشف. ومن خلال المراحل الثلاثة السابقة يتبين أنه في البداية يتم إدخال العينة المطلوبة في جهاز مطياف الكتلة ليتم بعد ذلك البدء بعملية التأين اعتمادًا على الإلكترونات وينتج عنها انطلاق أيونات مشحونة بشحنة موجبة، ومن ثم تنتقل هذه الأيونات عبر الحقول المغناطيسية، ومن ثم يتم الانتقال إلى مرحلة قياس حجم شحنة هذه الأيونات. تجربة عملية لمطياف الكتلة
من أبرز الأمثلة التي توضح فكرة عمل مطياف الكتلة كلوريد الصوديوم الذي يُعرف بـ"ملح الطعام"، ويتم استخدامه من خلال ما يلي:
يتم إدخال عينة من كلوريد الصوديوم داخل جهاز مطياف الكتلة.