Espectrometria de massa

RKA12MC - Em outros vídeos, vocês estudaram a ideia de que, para um elemento dado, podem existir outras versões desse elemento, e nós chamamos essas versões de isótopos. E cada isótopo de um elemento pode ter uma massa atômica diferente. Isso nos dá ideia de que, sendo o mesmo elemento, ele terá o mesmo número de prótons, mas você pode ter um número diferente de nêutrons. Agora, uma dúvida que vocês podem ter é: como os químicos conseguem descobrir quais são os isótopos de um elemento? E a sua abundância relativa? Qual porcentagem de um elemento que nós encontramos no Universo é de um isótopo x ou de um isótopo y? A resposta para a sua dúvida é: eles usam uma técnica conhecida como espectrometria de massas. E o que é essa técnica? Você coloca uma amostra aqui. No caso deste vídeo, nós estamos falando do zircônio. Você aquece essa amostra e o calor vaporiza essa amostra. Então, nós temos um monte de zircônio aqui, flutuando. E, depois disso, você os bombardeia com um feixe de elétrons. E o que esse bombardeamento faz? Ele isola os elétrons do átomo da sua amostra. Isso pode ionizá-los. Ionizando alguns de seus átomos, eles agora têm carga. E, por causa dessa carga, eles podem ser acelerados através dessas placas elétricas. Então, agora, você tem íons, nesse caso, de zircônio se movendo rapidamente através dessa câmara. E, então, eles entram em um forte campo magnético, e esse campo desvia os íons carregados. Para uma mesma carga, a força do desvio vai ser a mesma, mas, se você tem uma massa maior, você terá um menor desvio; e, se você tem uma massa menor, você terá um maior desvio. Então, o que vocês veem aqui são os isótopos diferentes sendo desviados para direções diferentes quando passam pelo campo magnético. E, então, você tem esse detector, e, em pontos diferentes do detector, você consegue detectar cada um desses isótopos. E, quanto mais íons atingem cada parte do detector, isso significa que existem mais desse tipo de isótopo na natureza. E então, a partir disso, você pode generalizar em um gráfico como esse, em que, no eixo horizontal, você vê a massa atômica, e, no eixo vertical, você vê a abundância relativa. No caso do zircônio, você pode ver que, quando você o coloca no espectrômetro de massas, você vê pouca quantidade de isótopos com massa 96. Aí, alguns com massa 91, alguns com massa 92, alguns com 94, e a maior quantidade é esse, que tem o número 90 de massa, que ultrapassa os 50%. Em alguns casos desse gráfico, vocês não verão aqui a unidade massa atômica. Às vezes, vai aparecer massa por carga, que é assim; em que a massa é a massa mesmo e a carga é basicamente a carga dos íons. Agora, no caso em que a sua carga é 1, por exemplo, se você isola 1 elétron dos átomos, você tem uma carga +1. Nesse caso, a massa por carga vai ter o mesmo valor da massa atômica. Se seus íons tiverem uma carga diferente, você tem que fazer um ajuste. Mas, nas aulas de Química básica, na maioria dos casos, você vai encontrar a unidade de massa atômica. Se acontecer de aparecer massa por carga, tenha certeza de que a carga é diferente de +1 para você poder fazer os ajustes das massas. Mas este gráfico vai te dizer quais são os isótopos e a sua abundância. E tudo vem desse processo de ionizar os átomos, acelerá-los, desviá-los através de um campo magnético, e os íons que têm maior massa por carga vão ser desviados menos, e os íons que têm uma menor massa por carga vão desviar mais. E você pode usar essa informação para fazer um gráfico como esse.