بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة هو أحد الأجهزة المعتمدة على التقنيات التحليلية ، في تحليل العناصر ، وتوضيح البنية الكيميائية للجزيئات المختلفة ، من خلال آلية عمل محددة ، ونال مطياف الكتلة أو Mass Spectrometry ، بأهمية كبيرة في الكثير من المجالات ، والتطبيقات الحياتية ، ونوضح ذلك مفصلا لأحد الاستخدامات في بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة ، ويعمل المطياف من خلال وضع العينة فيه ، ليحدث له تأين بمجموعة طرق ، الأمر الذي يشكل أيونات مشحونة ، ويتم حساب الكتلة لتلك الشحنة ، من حركة هذه الأيونات ضمن الحقول الكهرومغناطيسية.

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة بالتعريف وآلية العمل والمكونات

تعريف جهاز مطياف الكتلة

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة
بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة

قدم العالم واتسون في عام 1920 ميلادية ، أول مطياف كتلة والمُطور من فكرة لأستاذه دكتور طومسون ، ويمر هذا الجهاز بالكثير من التطور بعد ذلك ، ليصبح عبارة عن ألة تحليلية تستخدم من خلال تقنيات محددة ، للكشف عن مكونات أنواع المركبات ، والمواد من خلال ما يتكون من الجزئيات ، ومعرفة الحالة التي توجد عليها الشحنة الخاصة بها ، الأمر الذي يقدم تحليل دقيق للعينات التي لم يتوفر لها معلومات مؤكدة في السابق ، أي أن له دور فعالة في الاستخدامات العلمية كتحديد لهوية المركبات المجهولة ، وتحديد تركيب النظائر للعناصر ، وتحديد بنية المركبات بمراقبة الشظايا.

اقرأ أيضا

بحث عن العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل الكيميائي

آلية ومراحل عمل مطياف الكتلة

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة
بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة

يعمل مطياف الكتلة من خلال عملية تخليق لإشعاعات مؤينة ، يتم توليدها من العينة موضوع الدراسة ، ومن خلال تلك الإشعاعات ، يبدأ الفصل بين تلك الأيونات ، وتقسيمها من خلال شحنة كل أيون ، علما أن طريقة التأين الالكتروني أكثر شيوعا في ذلك الاستخدام ،  سواء كان تأين الكتروني ، أو كيمائي ويمر المطياف في عمله بالمراحل التالية :

التأين Ionization

في تلك المرحلة يحدث عملية إخضاع للجزيئات السائلة ، لعملية تسخين ، وبالتالي التحول للحالة الغازية ، ومنها يتحول الالكترون لإطلاق الأشعة على الأبخرة ، التي تتصاعد متحولة إلى أيونات ، وتلك الخطوة تتم من خلال عملية منح لتلك الالكترونات ، للمزيد من الجزئيات بهدف إنتاج أيونات لها شحنة سالبة ، أو التعرض لفقد جزئ لبعض الالكترونات الخاصة به ،  والهدف منها هو إطلاق أيون لها شحنة موجبة.

التسارع والانحراف Acceleration and Deflection

بعد الانتهاء من المرحلة الأولى ، يدخل المطياف في مرحلة التسارع ، والتي تعتمد على مبدأ الجذب التدريجي ، والبسيط للأيونات الموجبة في اتجاه الصفائح  ،التي لها شحنات سالبة من خلال أن الجزيئات الخفيفة في وزنها  ،تكون أسرع في عملية الانجذاب عن التي لها وزن ثقيل ، والانحراف هو أمر متزامن في بداية تغيير مسار الايونات ، والذي يتم بالاعتماد على عملية الجذب المغناطيسية ، علما أن الكتلة هنا عنصر رئيسي في عملية الانحراف أو مداه ، الأمر الذي ينتج عنه تفاوت في هذا الانحراف ، تبعا للسرعة داخل مطياف الكتلة

مرحلة الكشف

الكشف هو المرحلة الأخيرة ، تتم من خلال وصول الأيونات إلى ما يعرف بوحدة الكشف ،  وهي جزء من مكونات المطياف ، نفصلها تاليا ليقوم بعدها الكمبيوتر بالكشف عن المكونات ،  من خلال التمثيل البياني

مم يتكون مطياف الكتلة ؟

=
مم يتكون مطياف الكتلة ؟
مم يتكون مطياف الكتلة ؟

– منبع الأيونات أو حجرة التأين ، وفيها يتم عملية إطلاق الغازات المتأينة ، للمواد موضوع الدراسة.

– جهاز التحليل أو المحلل ،  والذي يتم به وضع الأيونات تحت المجهر الخاص بدراستها ، والبحث عن خصائص المادة من خلال الشحنة التي تتخذها.

– المكشاف أو نظام الكشف ، هو المسؤول عن عمل مطياف الكتلة ، من خلال اجراء عمليات الرصد ، والتسجيل لكل الأيونات التي تمت لها عملية التحليل.

– جها الحاسوب هو المسؤول عن تفصيل ، وشرح المكونات وتقديم بيانات عالية الدقة ، وعمل قاعدة بيانات للعنصر المجهول سابقا.

اقرأ أيضا

بحث عن هاليدات الالكيل وهاليدات الاريل

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة في الحياة اليومية

كيفية العمل في فحص تناول العقاقير المنشطة

بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة في الحياة اليومية
بحث عن حالة استعمل فيها جهاز مطياف الكتلة في الحياة اليومية

يلعب المطياف دور بالغ الأهمية في الكشف عن ما إذا كان اللاعبين ،  يتناولون منشط السترويد ، وهو الذي يساعدهم في رفع القدرة العضلية بشكل غير قانوني ، ويكون ذلك في الدوريات والمباريات الهامة والبطولات ، وأشهر تلك الكشوفات الذي قام بها كان ما حدث في دوري كرة القدم الأمريكية للبيسبول ، والذي شكل وقتها فضيحة كبير ، حيث اكتشف الجهاز أن أغلب اللاعبين وقتها قد تناولوا العقار بالفعل.

اقرأ أيضا

بحث عن التأثير الكهروضوئي

تحديد العناصر والنظائر في الرياح الشمسية

يستخدم علماء الفلك جهاز مطياف الكتلة في تحديد الأنواع ،  والنظائر للعناصر الموجودة في الرياح الشمسية ، والتي منها كشف وجود عنصر الكربون12    amuوالاكسجين16  amu  ، والنيون20   amu  ، والماغنسيوم 24 ، والسيليكون 28 والحديد 56 وغيرهم.

مطياف الكتلة والاستخدامات البيئية

يستخدم المطياف من قِبل علماء البيئة في معرفة ، والكشف عن الأسماك الغير صالحة ، والتي تعرضت للتلوث من خلال قياس مقدار الجسيمات ،  وأنواعها في الهواء الجوي  ليس هذا فقط ، بل استخدامها في مراقبة التغيرات الجوية فيما بعد.

استخدامات في علم الأحياء

يقوم مطياف الكتلة في علم الأحياء على التعرف على تركيب الجزيء البيولوجية ، والمعقدة وأمثلة على ذلك الكربوهيدرات ، والبروتينات وبعض الأحماض الأمينية ، ومن الأمثلة على هذا الاستخدام ، هو استخدام علماء الفيروسات له في معرفة ،  وفهم فيروس المناعة HIV

الاستخدامات الطبية

يستخدم مطياف الكتلة في التخدير في العمليات الجراحية ، والهدف من ذلك هو قياس معدلات الأيض في الخلية الحية ، وتقدير ثاني أكسيد الكربون ، والناتج مقارنة بحجم الأكسجين ، وذلك يُمكن طبيب التخدير من معرفة ، هل المريض تصله له الكمية الكافية من الأكسجين أم لا.

اقرأ أيضا

بحث عن المركبات الايونية والفلزات

علماء الجيولوجيا ومطياف الكتلة 

علماء الجيولوجيا ومطياف الكتلة
علماء الجيولوجيا ومطياف الكتلة

يستخدم مطياف الكتلة في علم الجيولوجيا  ، في عملية تحديد الآبار النفطية ، من خلال تحليل الطيف للصخور ،  والبحث عن ما إذا كان هناك أثار للنفط ، قبل أن يقوموا بعمليات الحفر ، ولا يجدون جدوى منها من هذا الحفر ، كما أن له دور هام في قياس عمر الحفريات ، عبر قيامه  بقياس الكربون 12 والكربون 14 ، وهي النظائر الكربونية ، في أي عينة توضح عمر تلك العينة.

أشهر التجارب العملية في مطياف الكتلة

– تجربة عينة كلوريد الصوديوم  تلك التجربة ، يتم وضع كلوريد الصوديوم في وحدة العينة .

– وما يحدث أن كلوريد الصوديوم الشهير ، باسم ملح الطعام يبدأ في التبخر متحولا إلى الغاز المشحون بالكهرباء ، وبعده يتحول إلى ذرات من الصوديوم الموجبة ، وذرات الكلور السالبة الشحنة.

– علما أنه تختلف كتلة كل نوع من أيونات المركب ، مكونة أيونات الصوديوم وذراته بكتلة 23 ، بينما الكلور وذراته يتكون بكتلة 35

– تأتي المرحلة الأخيرة بما يعرف بعملية التحليل الطيفي ،  في مطياف الكتلة للمركب ملح الطعام.