Informazioni su questo esperimento
Mescola gli isotopi di un elemento, calcola la massa atomica media e invia gli ioni attraverso un settore magnetico. Distingui le variazioni di abbondanza da quelle di massa, carica ionica e geometria dello strumento.
Obiettivi di apprendimento
- Calcola una massa media ponderata in base all’abbondanza.
- Metti in relazione il rapporto massa/carica con uno spettro di massa.
- Verifica come la tensione di accelerazione e il campo magnetico influenzano la traiettoria di uno ione.
Come si usa
- 1Registra la miscela rappresentativa di cloro e confronta la sua massa media con 35 e 37.
- 2Aumenta a uno la frazione dell’isotopo più leggero e prevedi il picco residuo dello spettro.
- 3Lancia gli ioni e confronta i loro raggi e tempi di arrivo.
- 4Raddoppia il campo magnetico e verifica se entrambi i raggi si dimezzano mentre la massa atomica media rimane invariata.
Il modello
Ipotesi
- Le masse e i valori rappresentativi di abbondanza provengono dal NIST. Le abbondanze isotopiche naturali possono variare da un campione all’altro.
- Gli ioni hanno la stessa carica positiva intera selezionata. Si sottraggono le masse a riposo degli elettroni; si trascurano le correzioni di massa dovute all’energia di legame di ionizzazione.
- L’accelerazione è istantanea al momento dell’iniezione; il campo magnetico è uniforme. Collisioni, larghezza del fascio e risposta del rivelatore sono omesse. La scala adattata del disegno non modifica le letture in millimetri.
Provalo in classe
- Q1Perché una variazione dell’abbondanza modifica l’altezza del picco, ma non la sua posizione?
- Q2Perché la massa isotopica è diversa dal suo numero di massa intero?
Domande frequenti
La media ponderata è la massa di un singolo atomo?
Di solito no. È la media ponderata per numero di una popolazione di isotopi; un singolo atomo ha una propria massa isotopica.
Una carica maggiore curva il fascio più intensamente?
A tensione e massa fisse, il raggio è inversamente proporzionale alla radice quadrata della carica. Inoltre, lo ione esce dall’acceleratore più velocemente.