Espectrómetro de Massa

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Referência : Ferreira, M. (2011), WikiCiências, 2(10):0355
Autor: Miguel Ferreira
Editor: Joaquim Agostinho Moreira



Um espectrómetro de massa é um aparelho que permite a medição de massas de isótopos ou radicais moleculares, estudando a trajectória de partículas carregadas num campo magnético uniforme. Partículas com a mesma velocidade, ao entrarem numa região onde existe campo magnético vão descrever trajectórias circulares cujo raio depende da sua massa.

Representação esquemática de um espectrómetro de massa. FI é a fonte de iões que são acelerados pela diferença de potencial \Delta V e ao entrarem na zona onde existe o campo magnético \vec{B} (neste caso a apontar para fora da página), descrevem uma trajectória cujo raio depende da sua massa

Antes de entrar na região onde existe campo magnético, as partículas, de carga  q e massa  m , são aceleradas por uma diferença de potencial  \Delta V adquirindo assim energia cinética:

 E_c = q \Delta V \Leftrightarrow \frac{1}{2} m v^2 = q \Delta V .

Posteriormente, de modo a garatir que as partículas tem a mesma velocidade, o feixe passa por um filtro de velocidades. Este dispositivo permite determinar o valor da velocidade do feixe. O feixe assim preparado, pode entrar no espectrómetro de massa.

Ao entrar na região onde existe o campo magnético uniforme  \vec{B} , orientado perpendicularmente à velocidade, cada partícula descreve uma trajectória circular, cujo raio é dado por (ver Força de Lorentz):

 r = \frac{mv}{qB} .

Conhecida a velocidade com que as partículas entram no espectrómetro (filtro de velocidades) e o medido o raio da trajectória, é possível determinar a respectiva massa:

 m = \frac{q B r}{v} .

Desta maneira, a partir de uma amostra é possível determinar as abundâncias relativas e as massas das partículas.



Criada em 18 de Julho de 2011
Revista em 03 de Outubro de 2011
Aceite pelo editor em 03 de Outubro de 2011