يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو
نتحدث في مقال اليوم عن يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو كما نسرد مكونات الجهاز وأنواعه، كل هذا في السطور التالية.
- تساءل عدد من الطلاب عن الجهاز الذي يقيس كتلة الأيونات الموجبة، وهو جهاز مطياف الكتلة.
- ويستخدم في تحدد نسبة وكتلة الأيون الموجب ويمكننا أن نرى نتائج النسبة علي هيئة طيف، لهذا قام العالم فرانسيس استون باختراع ذلك الجهاز واطلق عليه مطياف الكتلة لأن تلك الأطياف تظهر جزيئات العناصر الكيميائية بشكل واضح.
تعريف مطياف الكتلة
يعد جهاز مطياف الكتلة من أهم الاختراعات التي سهلت علي علماء الكيمياء والفيزياء الإطلاع علي المركبات والتعرف علي جزيئاتها وتحديد نوع العنصر من خلاله، لهذا نتناول تعريف مطياف الكتلة فيما يلي.
- يعرف مطياف الكتلة علي أنه أداة للتعرف علي عناصر المركبات كما يمكن من خلاله شكل المواد الكيميائية.
- إذ يقوم الجهاز علي تشتيت المركب الكيميائي للوصول إلى جميع جزيئاته وعليه يستطيع العالم قياس نسبة كتلة العنصر بشكل دقيق.
- وذلك من خلال وضع عينه داخل جهاز المطياف وعند تجمع المركبات وظهور الأيونات يتم حساب نسبة الكتلة وذلك من خلال حركة الأيون داخل المجال المغناطيسي
ماهو مطياف الكتلة
بعد أن تناولنا يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته هو في بداية المقال، نستعرض في تلك الفقرة ما هو مطياف الكتلة بشكل تفصيلي فيما يلي.
- يعد مطياف الكتلة هو الجهاز الذي يقيس كتلة الأيون الموجب، ويتكون من ثلاث مكونات التي من خلالها تتم عملية القياس.
نظام كشف الأيونات
- يعد نظام كشف الأيون هو المسئول عن حساب الأيونات التي تم فصلها ووضعها في نظام البيانات، مما يترتب عليه حفظ الكتلة مع وفرتها النسبية.
- مما يستنتج من ذلك إن الأطياف الكتلية هي شدة الأيونات وكتلتها الذي تم قياسها من خلال عينه مصغرة منها.
- ويمكن ملاحظة وفرة النسبية عند وصول ارتفاعها إلى القمه وذلك في المكونات الكيميائية بمختلف أنواعها.
جهاز تحليل الكتلة
من خلال ذلك الجهاز يستطيع الباحث فصل الأيونات وحساب كتلته، وفي بعض الأحيان يستخدم جهاز الكشف عن الأيونات مع جهاز تحليل الكتلة لإتمام عملية الفصل.
مصدر التاين
- من خلال ذلك المصدر يتم تغير شكل الجزيئات إلى أيونات، وعليه يمكن معالجه جزيئاتها أثناء حركاتها في المجال الكهربائي أو في المجالات المغناطيسية.
- وداخل ذلك المكون يمكن استخدام تاين العناصر من خلال الرش الكهربائي النانوي وعليه يستطيع العالم تكوين أيون موجب أو سالب وفقاً للتجربة.
- يبدأ الباحث بوضع مطياف الكتلة أمام عمود كروماتوغرافي بالإضافة إلى أبرة صغيرة الحجم مساحتها لا تتعدي عشرة إلى خمسة عشر ميكرون، التي تسمح بعبور العمود من الأطراف.
خطوات عمل جهاز مطياف الكتلة
نستعرض في تلك الفقرة خطوات عمل جهاز مطياف الكتلة، كما نسرد أنواع الأجهزة التي تقيس نسبة الكتلة، كل هذا في السطور التالية.
- يعتبر جهاز مطياف الكتلة هو المسئول عن التعرف علي الجزيئات، حيث يتم وضع عينه في مكانها المخصص داخل الجهاز، ويلزم أن تكون المادة في الحالة السائلة أو الغازية، وما عكس ذلك يتم وضعها في درجة حرارة اعلي من مائة وخمسين درجة مئوية لكي تحول إلى سائلة.
- وأذأ كانت صلبة يتم وضعها في غرفة التاين عبر المجس، وعليه يبدأ الباحث بالتعرف علي الأيونات من خلال سرعة الإلكترونات الشديدة لهذا سميت تلك العملية بالتاين الإلكتروني.
- أو يمكن الاطلاع علي الأيون من خلال حركة قذف الذرات وتعرف تلك العملية بالتايين الكيميائي، إلى جانب هذا يمكن التعرف علي الأيونات من خلال عملية اصطدام الإلكترونات مع بعضها، مما يترتب علي استقبال الجزيئات لشحنات سالبة.
- ومن ثم يتم فصل وتحرير الأيون من خلال صحيفة بها شحنات موجبة لجذب الأيون السالبة، ثم إدخال المجالات الكهربائية و المغناطيسية لتتم عملية الفصل وعلي يستطيع الباحث قياس كتلة الأيون من خلال تكبير وجمع النسبة ورسمها في شكل بياني.
- ويوجد عدد من الأجهزة التي تقيس الكتلة وتفصل الأيون مثل، جهاز محلل السيكلوترون ومحلل كتلة جزء الكهرباء الساكنة، وجهاز محلل الكتلة الرباعي ومحلل كتلة الجزء المغناطيسي، بالإضافة إلى جهاز محلل كتلة الرحلة وجهاز محلل كتلة رباعية الأيونات.
تطبيقات مطياف الكتلة
نتناول في تلك الفقرة تطبيقات مطياف الكتلة، كما نسرد استخداماته المتنوعة في عدد من المجالات، كل هذا فيما يلي.
- يمكن لمطياف الكتلة معرفة نسب النفط والغاز المتواجد داخل الصخور، أو الكشف عن عنصر الكربون من خلال عمليات الحفر التي يقوم بها علماء الآثار والباحثين .
- ويستخدم علماء الفلك جهاز المطياف للاطلاع علي الرياح الشمسية، وعن طريق ذلك الجهاز يمكن التوصل للمركبات الغير معروف مصدرها ومجهولة الهوية من خلال قياس الجزئيات التي تم كسر روابطها.
- ولجهاز المطياف استخدام مهم لدي الأطباء في قسم الجراحة، حيث يتم التعرف علي معدل الايض داخل الخلايا، لمعرفة أذا كان المريض يحتاج إلى أكسجين أم أنه في حالة جيدة.
- وفي المجال البيئي يتم استخدام الجهاز للتعرف علي نسبة المواد السامة الموجودة داخل الكائنات البحرية، كما انه يمكن تحليل المياه من خلاله ومعرفة إذ الماء به سموم أم نظيف.
- ولم يقتصر الجهاز علي تلك الاستخدامات فقط، حيث يقوم الأطباء والعلماء باستخدام المطياف للفحص ألاعبين الرياضيين والتأكد من خلو أجسادهم من المنشطات.
