EM1era parte [Compatibility Mode]

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ESPECTROMETRIA DE MASAS

• Se puede sub-dividir en dos áreas de aplicación: Espectrometría de masas atómica EMA:

determinar cuali y cuantitativamente los elementos presentes en una muestra.

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Para cubrir los contenidos de Espectrometría de Masas en Análisis Instruemtnal III, el tema se dividirá en tres partes:

• EM 1era. Parte: Espectrometría de masas atómica EMA.

• EM 2da. Parte: Espectrometría de masas molecular EMM.

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Espectrometría de masas

atómica EMA

• Etapas de un análisis por EMA - Atomización

- Conversión de los átomos en un flujo de iones (generalmente +1)

- Separación de los iones según relación masa/carga (m/z)

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Pesos atómicos en EM

• Peso atómico químico o peso atómico promedio de un elemento

A = A1p1 + A2p2 + A3p3+…Anpn

Donde A1, A2,.., An son las masas

atómicas, en daltons, de n isótopos de un

elemento y p1, p2,…,pn son las

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Pesos atómicos en EM

• 1 uma (unidad de masa atómica) = 1 Da

(daltons)

• Al isótopo de C12 se le asigna una masa de 12 uma

• La uma o Da es 1/12 de la masa de un átomo neutro de C12

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Relación masa/carga

• Se obtiene dividiendo la masa atómica o

molecular m de un ión por el número de

cargas z que tiene el ión.

• Dado que en EM la mayoría de iones

presentan una sola carga, el término m/z

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Tipos de espectrometría de masas atómica

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Espectrómetros de masas

• Instrumento que separa los iones que se desplazan rápidamente según se relación masa/carga, m/z.

• Existen varios tipos; habitualmente en EMA se emplean tres:

- espectrómetro de masa cuadrupolar

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• Entrada: introducir la muestra

(microgramos) en la fuente de iones

donde los componentes se convierten en iones gaseosos.

• La ionización puede ser por bombardeo con electrones, fotones, iones o

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• La salida de la fuente de iones es un flujo

de iones positivos o negativos gaseosos

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• La función del analizador de masas es

separar los iones según su relación m/z.

Es análoga a la de un monocromador que separa λ de fotones.

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• A diferencia de los espectrómetros ópticos, el EM requiere un complejo

sistema de vacío para mantener una baja presión en todos los componentes,

excepto el registro de datos.

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DETECTORES

- A. Canal multiplicador de electrones: de

dínodos discreto para detectar iones positivos; se parece a un

fotomultiplicador; G 107.

- B. Canal multiplicador de electrones: de

dínodos contínuo; G105.

Estos dos tipos son los más usados.

-C. La copa de Faraday es menos usada.

-OTROS

- Detector de centelleo: Fósforo cristalino

produce destellos de luz.

-AgBr: placa fotográfica.

A

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Los iones inciden sobre el electrodo colector. La jaula impide que salgan. La carga + de los iones se neutraliza con el flujo de electrones de tierra de la resistencia de

carga. La caída de potencial resultante se amplifica con un amplificador de alta impedancia. Menos sensible que multiplicador de electrones, barata y sencilla.

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Espectrometría de masas con plasma

de acoplamiento inductivo (ICP-MS)

• Una antorcha de ICP sirve como atomizador e ionizador.

• Las muestras líquidas se introducen por

nebulización; las sólidas por ablación (chispa o láser) o descarga luminiscente.

• Los iones + producidos en la antorcha de ICP se introducen a través de una interfase de vacío

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• Espectros sencillos: consisten de una serie de picos de isótopos de cada elemento presente.

• Permite análisis cuali y cuantitativo. • Se realiza una curva de calibración:

- recuento de iones versus concentración. - recuento iones del analito/recuento iones

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• Parte crítica del instrumento: interfase que acopla la antorcha ICP (a presión

atmosférica) con el espectrómetro de

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• Acoplador de interfase de vacío diferencial

Consiste de un cono de muestreo: cono de níquel refrigerado con agua con pequeño orificio (<1mm) por donde pasa el plasma caliente. Aquí el gas al enfriarse se

expande y pasa por un agujero a un segundo cono (cono separador o

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• En la cámara los cationes se separan de los electrones y de las especies

moleculares mediante un potencial

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Resolución de los ICP-MS

• 3 a 300: esta capacidad permite separar

iones que se diferencia de su relación m/z

en una unidad

• Pueden determinarse casi todos los

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Límites de detección

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Desventajas

• Aunque originalmente se pensó que ICP-MS era un método libre de interferencias esa

expectativa no se concretó y se encuentran serios problemas de interferencias en

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Interferencias

• No espectroscópicas: efectos de matriz similares a los que se producen en

absorción y emisión atómica (Anal. Inst. II)

• Espectroscópicas: cuando una especie iónica en el plasma tiene los mismos

valores m/z que un ión del analito. Pueden

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1. Iones isobáricos

2. Iones poliatómicos o aductos 3. Iones con doble carga

4. Iones de óxidos refractarios

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Aplicaciones

• Análisis elemental cuali y cuantitativo de todo tipo de muestras.

• Elucidación estructural de moléculas orgánicas. • Medición de relaciones isotópicas: establecer la

edad de materiales arqueológicos, enriquecer isotópicamente un material biológico para

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• Acoplado a cromatografía de gases o a cromatografía líquida de alta presión

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