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Biblioteca de Química
Curso: Biblioteca de Química > Unidade 4
Lição 1: Espectrometria de massaEspectrometria de massa
Na técnica analítica da espectrometria de massa, átomos ou moléculas são ionizados por meio de um feixe de elétrons de alta energia e, em seguida, separados com base em suas razões de massa para carga (m/z). Os resultados são apresentados como um espectro de massa, que mostra as abundâncias relativas dos íons no eixo y e suas razões m/z no eixo x. Estes dados podem ser usados para calcular as massas exatas dos átomos ou das moléculas da amostra. Versão original criada por Sal Khan.
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Transcrição de vídeo
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.