يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو
يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو
في هذا المقال، سنتحدث عن الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته، وسنعرض أيضا مكونات الجهاز وأنواعه، وذلك على موقع موسوعة، كل ذلك ستجده في السطور التالية.
- تساءل العديد من الطلاب عن الجهاز الذي يقيس كتلة الأيونات الموجبة، وهو جهاز مطياف الكتلة.
- يستخدم لتحديد نسبة وكتلة الأيون الموجب، ويمكننا رؤية نتائج النسبة على شكل طيف، لهذا اخترع العالم فرانسيس استون هذا الجهاز وسمي بجهاز مطياف الكتلة لأن هذه الأطياف تظهر جزيئات العناصر الكيميائية بوضوح.
تعريف مطياف الكتلة
يعتبر جهاز مطياف الكتلة أحد الاختراعات الهامة التي سهلت على علماء الكيمياء والفيزياء الوصول إلى المركبات والتعرف على جزيئاتها وتحديد نوع العنصر، وسنتناول تعريف مطياف الكتلة فيما يلي.
- يعتبر مطياف الكتلة أداة تستخدم لتحديد عناصر المركبات، ويمكن من خلاله أيضا تحديد تركيب المواد الكيميائية.
- يعتمد الجهاز على تفتيت المركب الكيميائي للوصول إلى جميع جزيئاته، وبذلك يمكن للعالم قياس نسبة كتلة العنصر بدقة.
- يتم حساب نسبة الكتلة عندما يتم وضع العينة في جهاز المطياف وتتجمع المركبات وتظهر الأيونات، من خلال حركة الأيون داخل المجال المغناطيسي
ماهو مطياف الكتلة
بعد دراسة الجهاز المسمى الذي يقيس نسبة الأيون الموجب وكتلته في بداية المقال، سنقدم في هذه الفقرة شرحا مفصلا لطيفة الكتلة.
- يعتبر مطياف الكتلة الجهاز الذي يقيس كتلة الأيون الموجب، ويتألف من ثلاثة مكونات تستخدم في عملية القياس.
نظام كشف الأيونات
- نظام كشف الأيون هو المسئول عن حساب الأيونات المفصولة وتسجيلها في نظام البيانات، مما يؤدي إلى الحفاظ على الكتلة وتوفيرها بشكل نسبي.
- يتم استنتاج أن الأطياف الكتلية هي شدة الأيونات وكتلتها التي تم قياسها من خلال عينة صغيرة منها.
- عندما يصل ارتفاع المكونات الكيميائية إلى القمة، يمكن ملاحظة الوفرة النسبية في أنواعها المختلفة.
جهاز تحليل الكتلة
من خلال هذا الجهاز، يمكن للباحث فصل الأيونات وحساب كتلتها، وفي بعض الأحيان يستخدم جهاز الكشف عن الأيونات مع جهاز تحليل الكتلة لإكمال عملية الفصل.
مصدر التاين
- من خلال هذه المصدر، تتحول الجزيئات إلى أيونات، وبالتالي يمكن معالجة تلك الجزيئات أثناء تحركها في الحقول الكهربائية أو المجالات المغناطيسية.
- يمكن استخدام تاين العناصر داخل ذلك المكون من خلال الرش الكهربائي النانوي، وبذلك يمكن للعالم تكوين أيون موجب أو سالب وفقا للتجربة.
- يلبس الباحث مطياف الكتلة أمام عمود الكروماتوغرافي، بالإضافة إلى إبرة صغيرة الحجم وسطحها لا يتجاوز عشرة إلى خمسة عشر ميكرون، والتي تسمح بعبور العمود من الجانبين.
خطوات عمل جهاز مطياف الكتلة
نستعرض في هذه الفقرة خطوات عمل جهاز مطياف الكتلة، ونذكر أنواع الأجهزة التي تقيس نسبة الكتلة، كل هذا في الجمل التالية.
- يقوم جهاز مطياف الكتلة بتحديد الجزيئات. يتم وضع العينة في مكانها المخصص داخل الجهاز، ويجب أن تكون المادة في الحالة السائلة أو الغازية. وإلا، يتم وضعها في درجة حرارة أعلى من 150 درجة مئوية لتصبح سائلة.
- عندما تكون العينة صلبة وتوضع في غرفة التاين، يتم تحليل الأيونات من خلال سرعة الإلكترونات الشديدة وهذه العملية تسمى التاين الإلكتروني.
- أو يمكن الاطلاع على الأيون من خلال حركة قذف الذرات وتسمى هذه العملية بالتأيين الكيميائي، بالإضافة إلى ذلك يمكن التعرف على الأيونات من خلال تصادم الإلكترونات مع بعضها، مما يؤدي إلى تحميل الجزيئات بشحنات سالبة.
- ثم يتم فصل الأيون وتحريره من خلال ورقة بها شحنات موجبة لجذب الأيونات السالبة، ثم يتم إدخال الحقول الكهربائية والمغناطيسية لتنفيذ عملية الفصل ويمكن للباحث قياس كتلة الأيون عن طريق تكبير وتجميع النسبة وتمثيلها بشكل بياني.
- هناك عدة أجهزة تستخدم لقياس الكتلة وفصل الأيونات، مثل جهاز السيكلوترون وجهاز تحليل كتلة الجزء الكهربائي الساكن، وجهاز تحليل الكتلة الرباعي وجهاز تحليل كتلة الجزء المغناطيسي، بالإضافة إلى جهاز تحليل كتلة الرحلة وجهاز تحليل الكتلة الرباعية للأيونات.
تطبيقات مطياف الكتلة
نتناول في هذه الفقرة تطبيقات مطياف الكتلة، ونذكر استخداماته المتنوعة في مجالات عدة، وذلك فيما يلي.
- يمكن لطيف الكتلة أن يحدد نسبة النفط والغاز الموجودة في الصخور، أو يكشف عن وجود الكربون من خلال عمليات الحفر التي يقوم بها علماء الآثار والباحثين .
- يستخدم علماء الفلك جهاز المطياف للاطلاع على الرياح الشمسية، ومن خلال هذا الجهاز يمكن التعرف على المركبات المجهولة المصدر وغير المعروفة الهوية من خلال قياس الجزيئات التي تم كسر روابطها.
- يعتبر جهاز المطياف أداة مهمة للأطباء في قسم الجراحة، حيث يتم استخدامه لتقدير معدل الأيض داخل الخلايا، لمعرفة ما إذا كان المريض بحاجة للأكسجين أم لا وهل هو في حالة جيدة.
- وفي المجال البيئي يستخدم الجهاز للكشف عن نسبة المواد السامة الموجودة في الكائنات البحرية، ويمكن أيضا تحليل المياه من خلاله لمعرفة ما إذا كانت نظيفة أم ملوثة.
- وتستخدم المطياف ليس فقط بهذه الاستخدامات، بل يستخدمه الأطباء والعلماء أيضا لفحص لاعبي الرياضة والتحقق من خلو أجسادهم من المنشطات.
هكذا عزيزي القارئ نختم مقالا يحمل اسم الجهاز الذي يقيس نسبة الأيون الموجب وكتلته، حيث قدمنا اسم الجهاز واستخداماته، نتمنى أن تكون قد قدمنا القسم الخاص بالجهاز بشكل واضح، ونأمل في متابعتكم لباقي مقالاتنا.
الوحدة الأساسية لتكوين المركبات التعاونية
البحث عن التغيرات الكيميائية والعوامل المؤثرة فيها وأمثلة عليها
المراجع