O que é um espectrômetro de massa de relação isótopo?
Um espectrômetro de massa da razão isótopo (IRMS) é um instrumento que mede as proporções de diferentes isótopos de elementos específicos. Todos os elementos têm isótopos que diferem entre si apenas no número de nêutrons no núcleo, dando -lhes pesos atômicos diferentes. O princípio por trás do espectrômetro de massa da razão isótopo é diferenciar os isótopos com base em suas diferentes massas e determinar as proporções entre pares de isótopos. Este dispositivo pode fornecer informações vitais sobre a idade e a origem de uma amostra de material. O espectrômetro de massa da razão isótopo possui aplicações em muitas áreas, incluindo geologia, biologia e ciência forense. Haverá uma entrada onde a amostra é introduzida, levando a uma câmara de combustão onde o material é convertido em um gás, possivelmente com alguns meios de separar diferentes gases que podem ser produzidos. Este estágio alAssim, converte materiais biológicos complexos nos compostos simples necessários para a análise, como dióxido de carbono (CO
Depois de passar pela área de separação em massa, os íons atingem coletores que geram sinais elétricos proporcionais ao número de íons detectados. Os íons dos isótopos mais leves serão mais desviados pelo campo magnético do que os mais pesados; portanto, os colecionadores serão posicionados de acordo. Assim, as proporções relativas de diferentes isótopos podem ser calculadas.
As amostras devem ser preparadas antes de serG Introduzido no espectrômetro de massa da razão isótopo. No caso de substâncias biológicas, por exemplo, as amostras podem estar na forma de folhas, solo ou outro material não homogêneo. O material sólido geralmente será seco e moído em um pó fino. As amostras líquidas serão secas ou absorvidas em material sólido poroso. Antes de realizar uma análise da razão isotópica, a calibração usando materiais de elementos conhecidos e taxas de isótopos geralmente será realizada.
As proporções gerais dos isótopos estáveis de qualquer elemento na Terra foram fixados no momento da formação do planeta. Embora diferentes isótopos de um elemento tenham as mesmas propriedades químicas, outros fatores como mobilidade e volatilidade são influenciados pelas massas dos isótopos. Devido a essas diferenças, vários processos geoquímicos e bioquímicos podem concentrar ou esgotar isótopos particulares em relação aos seus valores de fundo, um fenômeno conhecido como fracionamento isotópico. Por exemplo, resultado da fotossínteses em um esgotamento pequeno, mas significativo do isótopo carbon-13 em relação à atmosfera.
Diferenças nas proporções de isótopos de elementos como carbono, oxigênio, nitrogênio e outros podem fornecer informações importantes sobre a origem e a história de uma amostra. É possível usar um espectrômetro de massa da razão isótopo para determinar se um material é de origem orgânica e até, em alguns casos, identificar a área geográfica onde se originou. Isso pode ser útil na ciência forense. Por exemplo, amostras de drogas ilegais podem ser rastreadas até suas origens e amostras de solo coletadas de um suspeito podem ser comparadas isotopicamente com as de uma cena de crime.
Como temperatura e precipitação podem influenciar o fracionamento isotópico, a espectrometria de massa da razão isotópica pode ser usada para investigar o clima da Terra nos tempos anteriores. As taxas de captação e deposição de isótopos de carbono e oxigênio por organismos marinhos formadores de conchas variam de acordo com o clima. Taxas isótopos de fossaOs restos ilegais desses organismos podem ser usados para obter informações sobre as condições climáticas quando estavam vivas.
Na geologia, a datação radiométrica é uma aplicação importante para o espectrômetro de massa da razão isotópica. As razões isotópicas de certos elementos metálicos podem ser usados para determinar a idade de uma amostra de rocha. Quando a rocha é formada, ela conterá alguns isótopos radioativos. Eles se deterioram em outros isótopos, um do mesmo elemento ou, mais comumente, um elemento diferente, a uma taxa conhecida. A proporção do isótopo original - ou “pai” - para o produto de decaimento - ou “filha” - pode ser usado para determinar a idade da rocha.