chesa391
2013-04-25 22:55
Buonasera.
Ho cercato sul forum e ho notato che manca una discussione in cui sia trattata in dettaglio la spettrometria di massa.
Dato che credo (o meglio, così mi hanno fatto credere finora!
) che sia una delle tecniche più usate in ogni campo della chimica, ho pensato di aprirne una io.
Premetto che naturalmente, data la vastità dell'argomento, non potrò certamente curare al massimo ogni minimo particolare, almeno per ora, e quindi mi impegnerò a far crescere piano piano questa discussione aggiungendo appena avrò tempo qualche pezzetto in più.
In ogni caso, parlerò di spettrometria di massa in generale, iniziando dai metodi di ionizzazione più utilizzati (anche con qualche cenno tecnico sulle apparecchiature, quando possibile), per poi passare a descrivere i diversi tipi di analizzatori e quindi i rivelatori.
Oltre a questo, parlerò anche di come sia possibile, in chimica organica, utilizzare la spettrometria di massa per ottenere informazioni di tipo strutturale.
Naturalmente, chiunque abbia qualcosa da aggiungere o soprattutto da correggere faccia pure! 
La spettrometria di massa è una tecnica analitica utilizzata per ricavare informazioni di tipo qualitativo e quantitativo sull'analita in esame.
Il principio base della spettrometria di massa è quello di riuscire a separare miscele di ioni in base al loro rapporto massa su carica (m/z).
Uno spettrometro di massa, in generale, è costituito da 3 parti: una sorgente, in cui avviene la ionizzazione dell'analita, un analizzatore, in cui le diverse specie ioniche presenti sono separate, e un rivelatore, che permette l'interpretazione dei dati ottenuti.
Lavorare su ioni, anziché su specie neutre è particolarmente vantaggioso dal punto di vista pratico, poiché questi possono rispondere in modi diversi alla presenza di campi elettrici, campi magnetici, radiofrequenza.
Il passo fondamentale per riuscire a registrare uno spettro di massa, quindi, è quello di riuscire a ottenere specie ioniche (cariche positivamente o negativamente), e per farlo sono state sviluppate diverse tecniche, ognuna con particolari caratteristiche.
Esistono due principali tipologie di ionizzazione:
ionizzazioni hard, in cui si ionizza la molecola di analita impiegando una energia relativamente alta, e quindi si ha una maggiore frammentazione dello ione molecolare, e uno spettro con un numero maggiore di picchi.
ionizzazioni soft, in cui l'energia utilizzata è minore, e si ha quindi la quasi totale assenza di frammentazioni.
IONIZZAZIONE ELETTRONICA (EI) - ionizzazione di tipo HARD M(g) + e- → M+● + 2 e- Chiamata soprattutto in America “Electron Impact”, nonostante non si abbia in realtà una collisione di elettroni sulla molecola di analita, questa tecnica di ionizzazone è una delle più usate per specie volatili, apolari, termostabili e di basso peso molecolare (fino a 600-700 Da). Lo schema di una sorgente a Ionizzazione Elettronica è rappresentato in figura:
Responsabile della ionizzazione dell'analita è un fascio di elettroni emesso dal filamento in basso, accelerati a 70 eV.
Le molecole in fase gassosa vengono introdotte nella sorgente, e qui vengono ionizzate dagli elettroni, che “strappano” da ogni molecola un elettrone, creando lo ione molecolare, che in questo caso è un radicale carico positivamente, il cui peso molecolare è lo stesso della molecola neutra dell'analita (considerando trascurabile la massa dell'elettrone perso).
Fisicamente, accade che una parte dell'energia cinetica del fascio di elettroni prodotti dal filamento viene trasferita a uno degli elettroni esterni della molecola, provocando l'allontanamento di questo dal suo nucleo.
A questo punto, lo ione molecolare viene spinto fuori dalla sorgente, verso l'analizzatore, da una serie di lenti di accelerazione e focalizzazione, su cui è applicato un potenziale crescente.
