Espectrometría de masas | Química | Khan Academy en Español

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18 Sept 201609:49

Summary

TLDREste video explica la espectrometría de masas, una técnica usada para separar átomos, isótopos y fragmentos de moléculas según su masa. Comienza mencionando a John Dalton y su teoría atómica, destacando dos puntos que han cambiado: la existencia de isótopos y la capacidad de subdividir átomos. Luego, se detalla cómo funciona un espectrómetro de masas, que incluye un ionizador, un analizador de masas y un detector. Se describe cómo los iones se separan según su masa y cómo los resultados se interpretan para identificar isótopos, con un ejemplo usando el cloro.

Takeaways

🔬 La espectrometría de masas es una técnica que permite separar átomos, isótopos y fragmentos de moléculas según su masa.
📜 John Dalton fue uno de los pioneros de la química moderna y formuló la teoría atómica en 1803, la cual ha sufrido algunas modificaciones.
⚖️ Dalton creía que todos los átomos de un mismo elemento tenían la misma masa, pero hoy sabemos que existen isótopos con masas diferentes.
💥 Los átomos pueden ser subdivididos a través de procesos como la fisión y la fusión, a diferencia de lo que Dalton pensaba.
🧪 La espectrometría de masas ayuda a identificar isótopos de un elemento al medir la masa y abundancia de cada uno.
⚙️ Un espectrómetro de masas consta de tres partes: ionizador, analizador de masas y detector.
📡 En el ionizador, la muestra se ioniza al ser golpeada por electrones, generando iones positivos.
🧲 El analizador de masas utiliza un campo eléctrico y un imán para mover los iones y determinar su masa según su desplazamiento.
📈 El detector amplifica la señal generada por los iones y muestra el espectro que indica la cantidad de iones con una masa específica.
🧬 Además de identificar átomos e isótopos, la espectrometría de masas puede analizar macromoléculas como proteínas y fragmentos de aminoácidos.

Q & A

¿Qué es la espectrometría de masas?
-La espectrometría de masas es una técnica que permite separar átomos, isótopos y fragmentos de moléculas basándose en su masa. Es muy efectiva para identificar isótopos y analizar muestras.
¿Cuál fue la contribución de John Dalton a la química moderna?
-John Dalton fue uno de los pioneros de la química moderna. En 1803 presentó su teoría atómica, que sostiene que los elementos están formados por átomos que difieren en masa y tamaño dependiendo del elemento.
¿Qué dos cambios importantes se han hecho a la teoría atómica de Dalton?
-Los dos cambios principales son: la existencia de isótopos, lo que significa que no todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa; y que los átomos pueden ser subdivididos mediante procesos como la fisión y la fusión.
¿Qué es un isótopo?
-Un isótopo es un átomo del mismo elemento que tiene un número diferente de neutrones, lo que le da una masa diferente. Por ejemplo, el cloro tiene los isótopos cloro-35 y cloro-37.
¿Cuáles son las tres partes principales de un espectrómetro de masas?
-Las tres partes principales de un espectrómetro de masas son el ionizador, el analizador de masas y el detector.
¿Qué función tiene el ionizador en el espectrómetro de masas?
-El ionizador elimina los electrones de las partículas de la muestra, creando iones positivos que serán analizados posteriormente.
¿Cómo funciona el analizador de masas?
-El analizador de masas utiliza un campo eléctrico y un imán para dirigir los iones y separarlos según su masa, ya que los iones más pesados se desvían menos que los más ligeros.
¿Cómo se calibra un espectrómetro de masas?
-La calibración del espectrómetro de masas se realiza ajustando la fuerza del imán para asegurarse de que los iones golpeen el detector correctamente.
¿Qué representa la intensidad en un espectro de masas?
-La intensidad en un espectro de masas indica la cantidad de iones con una masa atómica específica. Picos más altos significan que hay más iones con esa masa.
¿Cómo se calcula la masa atómica promedio de un elemento con isótopos?
-La masa atómica promedio se calcula multiplicando la masa de cada isótopo por su abundancia y sumando los resultados. Por ejemplo, el cloro tiene una masa atómica promedio de 35.45, basada en las masas y abundancias de sus isótopos cloro-35 y cloro-37.

Outlines

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🔬 Introducción a la espectrometría de masas y teoría atómica de Dalton

En este video, se presenta una introducción a la espectrometría de masas, una técnica que permite separar átomos, isótopos y fragmentos de moléculas según su masa. Se menciona brevemente a John Dalton, uno de los pioneros de la química moderna, y su teoría atómica de 1803. Dalton proponía que los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y otras propiedades, pero ahora sabemos que los isótopos pueden tener diferentes masas. Además, se ha demostrado que los átomos pueden ser subdivididos mediante procesos como la fusión y la fisión.

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⚖️ El uso de la espectrometría de masas para identificar isótopos

La espectrometría de masas permite identificar isótopos, es decir, átomos de un mismo elemento con diferente masa debido al número de neutrones. Este método ayuda a calcular la masa atómica promedio de un elemento, lo que se refleja en la tabla periódica. El proceso incluye tres partes: un ionizador, un analizador de masas y un detector. El ionizador elimina los electrones de una muestra para crear iones, el analizador usa campos eléctricos y magnéticos para separar los iones según su masa, y el detector amplifica las señales de los iones detectados para generar un espectro.

Mindmap

Keywords

💡Espectrometría de masas

Es una técnica que permite separar átomos, isótopos e incluso fragmentos de moléculas basándose en su masa. Es fundamental en el video ya que se trata de la identificación de isótopos y la modificación de la teoría atómica de Dalton. Se utiliza para analizar la composición de muestras químicas y se puede ver en el script al describir cómo se separan los iones en función de su masa.

💡Isótopos

Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen un número diferente de neutrones, lo que provoca que tengan una masa diferente. En el video, se discute cómo la espectrometría de masas puede identificar estos isótopos, como se menciona al hablar de los isótopos estables de cloro, cloro 35 y cloro 37.

💡Masa atómica

La masa atómica es la medida de la masa de un átomo, y se refiere a la masa promedio de un isótopo considerando su abundancia natural. En el video, se calcula la masa atómica promedio de cloro tomando en cuenta la masa y la abundancia de sus isótopos, lo que resulta en un valor que se encuentra en la tabla periódica.

💡Ionizador

El ionizador es la primera parte de un espectrómetro de masas y su función es transformar la muestra en iones. En el script, se describe cómo se inyecta la muestra en el ionizador y cómo se usa un tubo de rayos catódicos para ionizar la muestra, creando iones positivos.

💡Analizador de masas

El analizador de masas es la segunda parte del espectrómetro y se encarga de separar los iones según su masa utilizando un campo eléctrico y un imán. En el video, se explica cómo los iones más pesados requieren más fuerza para ser desviados en el campo magnético, lo que los hace 'dar la vuelta' con más dificultad.

💡Detector

El detector es la última parte del espectrómetro de masas y su función es detectar los iones que han sido separados y generar una señal eléctrica que puede ser放大 y registrada por una computadora. En el video, se describe cómo un multiplicador de electrones produce una señal que se amplifica y utiliza para generar un espectro de masas.

💡Calibración

La calibración del espectrómetro de masas implica ajustar el dispositivo para asegurar que los iones de diferentes masas sean correctamente separados. En el script, se menciona el proceso de calibración al ajustar la fuerza del electroimán para que los iones golpeen el detector en el lugar correcto.

💡John Dalton

John Dalton fue un pionero en la química moderna y presentó la teoría atómica de Dalton en 1803. En el video, se discuten sus contribuciones a la comprensión de la estructura atómica y cómo la espectrometría de masas ha modificado algunos de sus puntos de vista, como la indivisibilidad de los átomos y la masa de los isótopos.

💡Fusión y fisión

La fusión y la fisión son procesos nucleares que implican la unión o la división de núcleos atómicos, respectivamente. Aunque no son químicos en el sentido tradicional, en el video se menciona cómo la capacidad de subdividir átomos a través de la fusión y la fisión es una de las pocas áreas donde se desafía la teoría atómica de Dalton sobre la indivisibilidad de los átomos.

💡Proteínas y macromoléculas

Las proteínas y otras macromoléculas son grandes estructuras moleculares compuestas de átomos unidos en cadenas. En el video, se sugiere que la espectrometría de masas puede analizar estas grandes moléculas, como la mioglobina, para determinar cuáles aminoácidos contienen, lo que demuestra la capacidad del espectrómetro de masas para analizar no solo átomos individuales sino también compuestos más complejos.

Highlights

La espectrometría de masas es una técnica efectiva para separar átomos, isótopos y fragmentos de moléculas basándose en su masa.

John Dalton fue uno de los pioneros de la química moderna, presentando en 1803 su teoría atómica, que aún tiene relevancia.

Dalton creía que los átomos de un mismo elemento eran idénticos en masa, pero hoy sabemos que existen isótopos con diferente masa.

Los átomos pueden ser subdivididos gracias a los avances en el estudio de la fusión y fisión, algo que no se conocía en la época de Dalton.

La espectrometría de masas nos permite modificar la teoría atómica de Dalton al identificar los isótopos de un mismo elemento.

Los isótopos de un elemento tienen diferente masa debido al número de neutrones, y la espectrometría de masas permite analizar estas diferencias.

El espectrómetro de masas tiene tres componentes principales: el ionizador, el analizador de masas y el detector.

El ionizador vacía el espectrómetro de partículas de gas y luego ioniza la muestra para generar iones positivos.

El analizador de masas usa un campo eléctrico y un imán para mover y separar los iones según su masa.

El detector utiliza un multiplicador de electrones para amplificar la señal de los iones detectados y generar un espectro.

Al analizar el cloro, se observan dos isótopos estables, cloro-35 y cloro-37, con sus respectivos picos en el espectro.

La masa atómica promedio del cloro se calcula multiplicando la masa de cada isótopo por su abundancia y sumando los resultados.

El espectrómetro de masas también puede analizar átomos en moléculas y fragmentos de macromoléculas como proteínas.

La mioglobina, una proteína grande, puede ser analizada con espectrometría de masas para determinar qué aminoácidos contiene.

Los picos altos en un espectro indican una mayor abundancia de un ion o fragmento específico.