Principios de análisis instrumental

~~ V> ::: ;;; e "' ¡.::; ---- Masa a) ¡.::; L..___ ___l._ _ _ _ ---- Masa b) e) FIGURA 11.7 El cuadrupolo funciona como a) un filtro paso-alto de masas en el plano xz, b) un filtro de paso-bajo de masas en el plano yz y e) un filtro de banda estrecha cuando operan los filtros paso-alto y de paso bajo. (Reproducción con autorización de P. E. Miller y M. B. Denton, J. Chem. Educ., 1986, 63, p. 619. Figuras 6, 7 y 8. Copyright 1986 Journal of Chemical Education.) barrido característico se muestran en la figura 11.8. Las dos líneas rectas divergentes muestran la variación en los dos voltajes de corriente directa en función del tiempo. El tiempo para un solo barrido es de unos pocos milisegundos. En tanto que los poten– ciales de corriente directa varían de cero a alrededor de 250 V, los voltajes de ca aumentan en forma lineal desde cero hasta casi 1500 V Observe que los dos voltajes ca están desfasados 180°. Varios fabricantes de instrumentos comercializan espectró– metros de masas de cuadrupolos con intervalos de hasta 3000 a 4000 miz. Estos instrumentos separan con facilidad iones que difieren por una unidad en su masa. Por lo general los instrumen– tos cuadrupolares están equipados con una abertura circular en ))) 118 Espectrómetros de masas 255 +!50 ~ +!00 '" +50 ·¡¡ ::: <!.) o -so o. "O u -100 - ISO -200 - 250 Tiempo miz +1500 +!000 ;:,.. ¿ ·¡¡ +500 ¡¡ "' u ~ o o -500 - 1000 - 1500 2000 'O e <!.) "O <!.) ·~ 5 ~ FIGURA 11.8 Relaciones de voltaje durante un barrido de masas con un analizador cuadrupolar. vez de una rendija (véase la figura 11.5) por la que se introduce la muestra en la región dispersante. La abertura proporciona una cantidad de muestra mucho mayor que la que pueden tolerar los instrumentos de sector magnético, en los cuales la resolución es inversamente proporcional a la anchura de la rendija. 118.3 Analizadores de masas de tiempo de vuelo En los instrumentos de tiempo de vuelo (TOF, por sus siglas en inglés), se mide el tiempo requerido para que los iones positivos viajen desde una fuente de ionización a un detector. Los iones reciben aproximadamente la misma energía cinética durante la ionización y la aceleración. Las partículas aceleradas pasan a un tubo de deriva libre de campo de 1-2m de longitud (figura 1l.9a). Debido a que todos los iones que entran en la región de deriva idealmente tienen la misma energía cinética, sus velocidades en la región libre de campo deben variar de manera inversamente pro– porcional a su masa, con los iones más ligeros llegando al detector primero que los iones más pesados. Los tiempos de vuelo carac– terísticos son de microsegundos para un tubo de vuelo de 1 m. 10 Las ecuaciones que rigen la espectrometría de masas de tiempo de vuelo se proporcionan en la sección 20C.3. Los iones pueden pro– ducirse bombardeando la muestra con pulsos de electrones, iones secundarios, o fotones generados por láser. Un campo eléctrico pulsado se utiliza para acelerar los iones. El espectrómetro de masas de tiempo de vuelo lineal tiene un poder de resolución relativamente bajo que está limitado a la longi– tud del tubo de vuelo, la fuerza del campo de aceleración, y la distri– bución espacial y de velocidad del paquete de iones producido por la fuente de ionización. El uso de un espejo de iones, o reflectrón, para reflejar los iones puede compensar las diferencias en energía cinética debido a que los iones más energéticos penetran más pro- ' 0 W. N. Delgass y R. G. Cooks, Science, 1987, 235, 545. F"7vr1 Simulación: Aprenda más acerca de los analizadores de -~-- masa cuadrupolares en www.tinyurl.comjskoogpia7 * "Este material se encuentra disponible en inglés.