Espectro de masas para niños
Un espectro de masas es como una "huella digital" química que nos ayuda a identificar diferentes sustancias. Es un gráfico especial que muestra la cantidad de iones (átomos o moléculas con carga eléctrica) que tienen una cierta relación entre su masa y su carga.
Este gráfico se crea usando un aparato llamado espectrómetro de masas. Imagina que este aparato "pesa" y "cuenta" las partículas cargadas de una muestra. No todos los espectros de masas de una misma sustancia son iguales, porque algunos aparatos pueden romper las moléculas en pedacitos más pequeños, mientras que otros las mantienen enteras.
Un espectro de masas puede darnos mucha información, dependiendo de cómo se haga el experimento. Pero siempre es un gráfico que compara la intensidad (cuántas partículas hay) con la relación masa-carga.
Contenido
¿Qué es el eje X en un espectro de masas?
El eje horizontal (eje X) de un espectro de masas representa la relación entre la masa de un ion y su carga eléctrica. Esta relación se escribe como m/z.
La m significa la masa del ion, y la z significa el número de cargas eléctricas que tiene ese ion. Por ejemplo, si un ion tiene una masa de 45.5 unidades y una carga de 2+, su m/z sería 45.5.
Esta información es muy útil para los científicos que trabajan con espectrómetros de masas, ya que les permite saber qué tipo de iones están presentes en una muestra.
Otras formas de escribir la relación masa-carga
Aunque m/z es la forma más común y aceptada de escribir esta relación, a veces puedes encontrar otras notaciones en libros o artículos antiguos, como m/e.
También se ha sugerido usar m/Q o m/q, donde m es la masa y Q o q es la carga, con unidades como u/e (unidades de masa atómica por carga elemental). Otra idea fue crear una nueva unidad llamada thomson (Th), donde 1 Th = 1 u/e. Sin embargo, estas notaciones no son muy comunes ni están aceptadas por las organizaciones científicas principales.
La historia de la notación m/z
En 1897, el científico Joseph John Thomson midió por primera vez la relación masa-carga del electrón. Con esto, demostró que el electrón era una partícula real con masa y carga.
Más tarde, en 1913, Thomson midió la relación masa-carga de otros iones usando un aparato que llamó espectrógrafo de parábola. Aunque sus gráficos no eran exactamente como los espectros de masas modernos, la idea era la misma. Con el tiempo, la notación m/e cambió a la que usamos hoy, m/z.
Al principio, los espectrómetros de masas no eran tan precisos. Francis Aston ganó un Premio Nobel en 1922 por descubrir los isótopos (diferentes versiones de un mismo elemento con distinta masa) usando su espectrógrafo de masas. Él notó que las masas de los átomos se podían expresar como números enteros.
¿Qué es el eje Y en un espectro de masas?
El eje vertical (eje Y) de un espectro de masas muestra la intensidad de la señal de los iones. Esto nos dice cuántos iones de un tipo específico se detectaron.
Cuando se usan detectores que cuentan partículas, la intensidad se mide a menudo en "cuentas por segundo". Si se usan detectores analógicos, la intensidad se mide en voltios.
En la mayoría de los casos, la intensidad de la señal no representa exactamente la cantidad real de una sustancia, pero sí está relacionada con ella. Por eso, a menudo el eje Y se etiqueta como "unidades arbitrarias", lo que significa que son valores de referencia.
Eje Y y la cantidad de sustancia
La intensidad de la señal puede depender de muchas cosas, como el tipo de moléculas que se están analizando y cómo se les da una carga eléctrica (ionización). Algunas moléculas se ionizan muy fácilmente, mientras que otras son más difíciles de detectar.
Además, hay factores que pueden afectar cómo los iones viajan dentro del espectrómetro antes de ser detectados. El tamaño del ion o la cantidad de carga que tiene también pueden influir en la señal que se registra.
Para saber la cantidad exacta de una sustancia, los científicos suelen usar métodos especiales. Uno es crear una "curva estándar", que es como una tabla de referencia. Otro es usar un "estándar interno", que es una sustancia muy parecida a la que se quiere medir, pero que se puede distinguir fácilmente.
Sesgo espectral: ¿Por qué la intensidad puede variar?
El sesgo espectral ocurre cuando la intensidad de los picos en el espectro de masas cambia porque la cantidad de la sustancia que se está analizando varía mientras el aparato está haciendo la lectura. Esto es común cuando se combinan técnicas como la Cromatografía (que separa las sustancias) con la espectrometría de masas.
Sin embargo, este problema no ocurre en algunos tipos de espectrómetros de masas, como los de Trampa iónica o los de Tiempo de vuelo, porque estos aparatos pueden detectar todos los iones formados en un momento dado, dando una "foto" más precisa de la muestra.
Galería de imágenes
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Espectro de masas de iones de sodio y potasio de un trabajo de Arthur Dempster en 1918.
Véase también
En inglés: Mass spectrum Facts for Kids
