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Teoria della ionizzazione chimica
Panoramica sulla ionizzazione chimica
La ionizzazione chimica (CI) è una tecnica per creare gli ioni utilizzata nelle
analisi effettuate con la spettrometria di massa. Vi sono differenze
significative tra la ionizzazione chimica e la ionizzazione a impatto (EI).
Questa sezione descrive i meccanismi più comuni della ionizzazione chimica.
Nella EI, elettroni con energia relativamente elevata (70 eV) entrano in
collisione con le molecole del campione da analizzare. Tali collisioni
producono (principalmente) ioni positivi. Con la ionizzazione, le molecole di
una determinata sostanza si frammentano secondo schemi abbastanza
prevedibili. La EI è un processo diretto; l’energia viene trasferita per impatto
dagli elettroni alle molecole del campione.
Per la CI, oltre al campione e al gas di trasporto, nella camera di ionizzazione
sono introdotte grandi quantità di gas reagente. Data la presenza di una
quantità di gas reagente così superiore al campione, la maggior parte degli
elettroni emessi entra in collisione con le molecole del gas reagente, formando
ioni del reagente. Questi ioni reagiscono tra loro in processi di reazione
primari e secondari che stabiliscono un equilibrio e reagiscono anche in vari
modi con le molecole del campione formando gli ioni del campione. La
formazione degli ioni CI comporta molta meno energia ed è molto più
“delicata” rispetto alla ionizzazione a impatto. Poiché la CI genera una
frammentazione molto inferiore, gli spettri CI solitamente mostrano
un’elevata abbondanza dello ione molecolare. Per questa ragione, la CI viene
spesso utilizzata per determinare i pesi molecolari dei composti campione.
Il metano è il più comune gas reagente per la CI. Presenta schemi di
ionizzazione con determinate caratteristiche. Altri gas reagenti presentano
altri schemi e possono offrire maggiore sensibilità per determinati campioni. I
gas reagenti alternativi più comuni sono l’isobutano e l’ammoniaca. L’anidride
carbonica viene utilizzata spesso nella ionizzazione chimica negativa. Altri gas
reagenti meno comuni sono l’anidride carbonica, l’idrogeno, il freon, il
trimetilsilano, l’ossido di azoto e la metilammina. Con ciascun gas reagente si
ha una reazione di ionizzazione differente.
AVVERTENZA
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L’ammoniaca è tossica e corrosiva. L’utilizzo dell’ammoniaca richiede manutenzione
e misure di sicurezza speciali.
MSD 5975 – Manuale operativo