Química

Métodos de Ionización

Publicado por Mónica González

La producción de iones en los espectrómetros de masas implica muchos factores. Algunos tipos de análisis necesitan de iones  en profusión y otros de selectividad. Hay casos en que  la energía con la que se forma el ion es muy importante. También, el estado de la muestra puede determinar cual es el método a ser usado.

Se enumeran a continuación algunos métodos de ionización usados en espectrometría de masas:

* Ionización por electrones
* Ionización por radiación Láser
* Ionización Química

También tenemos la Ionización por Campo Eléctrico, Ionización de Superficie e Ionización por Electro spray que abordaremos en otros artículos.

Ionización por electrones

También conocida por ionización por impacto electrónico (IE), es la más común en los equipamientos de espectrometría de masas. La energía con la que el electrón es acelerado puede, según la muestra, provocar a formación de iones negativos, positivos  o la fragmentación con producción de especies neutras e iónicas. Este método es largamente utilizado pues su implementación  básica es relativamente fácil, desde que la cualidad del haz y la distribución de energías de los electrones no sean tenidas en cuenta.

Ionización por Radiación Láser

Radiación láser es proporcionada a átomos o moléculas y según el tipo de interacción puede determinar la remoción de electrones produciendo iones positivos. La  absorción de la energía proveniente del láser por los enlaces atómicos puede fragmentar la molécula produciendo especies iónicas y moleculares.

Ionización Química

Un modo alternativo de ionización es la ionización química (IQ). Algunos equipamientos, que contienen un cromatógrafo acoplado, permiten a través de un cambio automático la obtención del espectro por impacto electrónico (IE) y la ionización química (IQ).  El  método de la IQ  implica la mezcla  de la  muestra               (aproximadamente  10-4Torr ) con un gas reactivo en alta presión ( 1 Torr) en la fuente de formación de los iones. Los gases reactivos, comúnmente usados, son: metano, isobutano y amonio. La mezcla resultante sometida al bombardeo electrónico ioniza, inicialmente,  algunas moléculas de gas reactivo. De este modo, usando el gas metano las especies esperadas son CH4+. y CH3+. En alta presión, colisiones de estas especies y reacciones  ion-molécula con el propio gas reactivo son comunes, llevando la formación de iones secundarios, con un pequeño exceso de energía interna:

CH4+. +  CH4 ==>  CH5+ + CH3
CH3+ +  CH4 ==> C2H5+  + H2

Estos iones secundarios, eventualmente, colisionan con moléculas de la muestra, resultando en la ionización química de las últimas. La ionización química es generalmente debido a la protonación, especialmente para compuestos básicos:

M  +  CH5+ ==> ( M + 1 )+ +  CH4

Los iones, casi-moleculares, son especies con electrones pares que tienden a ser más estables que los iones moleculares producidos por IE. La combinación de la energía más baja en el proceso de ionización, con esta mayor estabilidad, indica que los iones casi-moleculares son, generalmente, poco abundantes en el espectro de IQ.

La interpretación de estos espectros es con frecuencia más directa  que para el espectro de IE, desde que existan pocos iones fragmentados, que tienden a ser de mayor importancia. La cantidad da fragmentación puede ser cambiada por la naturaleza del gas reactivo. En general, tanto las fajas de los compuestos protonados y el grado de fragmentación observado decaen cuando el gas reactivo es modificado en el orden: metano > isobutano > amonio. Por ejemplo, el amonio protonará débilmente moléculas básicas como alcoholes y aminas.

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