Principios de análisis instrumental

522 Capítulo 20 Espectrometría de masas molecu lar «< }} PREGUNTAS YPROBLEMAS *Las respuestas de los problemas marcados con un asterisco se proporcionan al final del libro. 11§1 Los problemas que contienen este símbolo se resuelven mejor con hoj as de cálculo. 20.1 ¿En qué difieren las fuentes gaseosas y las de desorción?, ¿cuáles son las ventajas de cada una de ellas? 20.2 ¿En qué difieren los espectros obtenidos por ionización de electrones, ionización por campo y ionización química? 20.3 Describa las diferencias entre las fuentes de ionización gaseosa por campo y por desorción por campo. 20.4 La figura sigu iente es un diagrama simplificado de una fuente de ionización por electrones disponible en el comercio. Filament] p Repulsor ~Blanco _____ Placas y rendijas _____ de aceleración a) ¿Qué potencial se debe aplicar entre el filamento y el blanco para que los electrones que interaccionan con las moléculas en el punto marcado como SS (fuente de la muestra) tengan una energía cinética de 70 eV? b) ¿Qué le sucede a una molécula que se difunde hacia el filamento y se ioniza en el punto P? * 20.5 Cua ndo un instrumento de sector magnético funciona con un potencial de aceleración de 3.00 X 10 3 V, se requiere un campo de 0.126 T para enfocar el CH 4 + en el detector. a) ¿Qué intervalo de valores de intensidad de campo se necesita para barrer el intervalo de masas compren– dido entre 16 y 300 para iones con una sola carga si el potencial de aceleración se mantiene constante? b) ¿Qué intervalo de potenciales de aceleración se necesita para barrer el intervalo de masas comprendido entre 16 y 300 para iones con una carga única si la fuerza del campo se mantiene constante? * 20.6 Calcule el potencial de aceleración que sería necesario para dirigir iones con una carga única y masas de 5000 a través de un instrumento que es idéntico al que se describió en el ejemplo 20.4. * 20.7 El voltaje de aceleración de iones en un espectrómetro de masas de cuadrupolo es de 10.00 V. ¿Cuánto tiempo tardará un ion de ciclohexano con una sola carga en recorrer la longitud de 15.0 cm del conjunto de barras? Suponga que la velocidad inicial del ion en la dirección z es cero. 20.8 En el capítulo 11, en la sección "Trayectorias de los iones en un cuadrupolo" se realiza un estudio cualitativo que describe cómo se comporta un ion positivo en el plano xz (plano de potencial de cd positivo) de un filtro de masas de cuadrupolo. Elabore un razonamiento similar para explicar el comportamiento de los iones positivos en el plano yz (plano de potencial de cd negativo). 20.9 ¿Por qué los espectrómetros de masas de doble enfoque dan picos más estrechos y tienen una resolución más alta que los instrumentos de enfoque sencillo? 20.10 Analice las diferencias entre los espectrómetros de masas de cuadrupolo y trampa de iones y los espec trómetros de masas de resonancia iónica ciclotrónica de transformada de Fourier.