آلية عمل مطياف الكتلة ( بالإنجليزية: Mass
spectrometry)
هو تقنية
تحليلية لتحديد العناصر المكونة لمادة أو جزيء ما. ويستخدم أيضا لتوضيح البنيه
الكيميائية للجزيئات، مثل الببتيدات والمركبات الكيميائية الأخرى. يعتمد مبدأ
عمل مطياف الكتلة على تشريد المركبات الكيميائية لتوليد جزيئات مشحونة وقياس نسبة
كتلتها إلى شحنتها [1]. تجرى العملية في مطياف الكتلة بوضع
العينة في الجهاز، حيث تأين المركبات بطرق مختلفة (مثلا بنسفها بحزمة إلكترونية)،
مما يشكل الأيونات المشحونة. يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الايون الموجب وكتلته هو. تحسب نسبة
الكتلة للشحنة لهذه
الجزيئات من حركة هذه الأيونات ضمن حقول
كهرومغناطيسية. يتكون
جهاز مطياف الكتلة من ثلاث وحدات:
منبع للأيونات
يشطر جزيئات العينة إلى أيونات. وجهاز تحليل يفرز الأيونات بحسب كتلتها عن
طريق تطبيق حقول
كهرومغناطيسية. ومكشاف لقياس قيمة مؤشر الكمية وبذلك تعطي
بيانات لحساب وفرة الأيونات الملتقطة. ولمطياف
الكتلة استخدامات كمية ونوعية، تشمل تحديد هوية المركبات المجهولة، وتحديد التركيب
النظائري للعناصر في الجزيء، وتحديد بنية
المركب بمراقبة شظاياه. كما يستخدم في تحديد كمية مركب ما في العينة أو لدراسة كيمياء الأيونات في الطور الغازي (كيمياء الأيونات والجسيمات الحيادية
في الفراغ).
مصدر الأيون في جهاز مطياف الكتلة يجب أن يكون مادة سائلة - الليث التعليمي
95 N السالب Z باتجاه المحور
𝐹𝐵=0. 48 N السالب Z باتجاه المحور
𝐹𝐵=0. 95 N الموجب Z باتجاه المحور
𝐹𝐵=0. 48 N الموجب Z باتجاه المحور
27
سلك طولة 0. 2 متر وضع داخل مجال منتظم شدته 0. 5 تسلا كما في الشكل تم مرور تيار شدته 3 أمبير في السلك فإن السلك يتأثر بقوة مقدارها واتجاهها تعادل
FB= 0. 3 N الجنوب الشرقي
FB= 0. 45 N الجنوب الشرقي
FB= 0. 3 N الشمال الغربي
FB= 0. 45 N الشمال الغربي
28
دخل جسيم مشحون كتلتة
6 × 10 -8 kg
(q=-0. 005 C) شحنتة و بسرعة ثابتة مقدارها 6 × 10 4 m/s وبشكل عمودي على مجال منتظم شدته
0. 2 T فإن العجلة المركزية التي يتحرك بها الجسيم
ac =8 × 10 9 m/s 2
ac =6 × 10 9 m/s 2
ac =2 × 10 9 m/s 2
ac =1 × 10 9 m/s 2
29
( 0. 2 m) ملف يتكون من 100 حلقة وهي على شكل مربع طول ضلعه
( 3 A) ويمر بها تيار شدته (0. 5 T) وموضوع في مجال مغناطيسي شدته فإن الحد الأقصى لعزم الدوران يعادل
𝜏max= 10 N. آلية عمل ، وتركيب ـ مطياف الكتلة (Mass spectrometry). m
𝜏max= 6 N. m
𝜏max= 4 N. m
30
( 2 Cm) حلقة تيار دائرية نصف قطرها
( 0. 1 A) تحمل تيارًا قدره (0. 5 T) وخاضعة لمجال مغناطيسي شدته فإن الحد الأقصى لعزم الدوران يعادل
إذا كان المجال يصنع زاوية 30 درجة مع العمود على السطح فإن مقدار العزم المغناطيسي لثنائي القطب التي تتعرض له
و عزم الدوران للحلقة يعادل
𝜇=5.
ونأمل منكم متابعة باقي مقالتنا.
آلية عمل ، وتركيب ـ مطياف الكتلة (Mass Spectrometry)
ويمكن الحصول على هذه الأيونات على سبيل المثال بإخضاع ذرات المادة وهي
في حالة بخار تحت ضغط منخفض لسيل من الإلكترونات صادر عن فتيل ساخن. ويبين
الشكل (2) وسيلة تحقيق ذلك. إذ تُدخَل العيّنة وهي بحالة بخار إلى حجرة صغيرة فيها
فتيل يمر فيه تيار كهربائي، توضع مقابله صفيحة موجبة A1 فتنجذب الإلكترونات إليها. وباصطدام
الإلكترونات المسرَّعة هذه مع ذرات البخار تغدو الذرات متأينة مرة أو أكثر، وتقوم
الصفيحة A2 التي يطبق
عليها جهد (كمون) كهربائي موجب بطرد الأيونات بعيداً عنها فتخرج الأيونات من فتحة
في حجرة التأين. (2) حجرة التأين في المطياف الكتلي
2-
مساري التسريع acceleration electrodes
يطبق
على حجرة التأين جهد كهربائي موجب من رتبة 10000 ڤولط volt ، وتمر الأيونات الخارجة من فتحة حجرة
التأين فتَرِدُ على مجموعة مسارٍ كهربائية تطبق عليها جهود كهربائية متناقصة حتى
الصفر ڤولط، كما هو ظاهر في الشكل (3)، فتكتسب الأيونات سرعة عاليــة. مصدر الأيون في جهاز مطياف الكتلة يجب أن يكون مادة سائلة - الليث التعليمي. (3) مساري تسريع الأيونات
ويمكن
التعبير عن طاقتها الحركية بدلالة الجهد الكهربائي المسرِّع V بالعلاقة:(شكل A)
( A)
وذلك
بفرض m كتلة الأيون و v سرعته و ne الشحنة
الكهربائية التي يحملها.
5 x 10 9 HZ
f= 3. 2 x 10 9 HZ
f= 5. 9 x 10 9 HZ
f= 4. 7 x 10 9 HZ
24
يمكن ان ننشأ أمواج الميكروويف من خلال
التجويف الرنان
الكهرباء الإجهادية
اهتزاز النوى داخل الجزيئات
حركة الإلكترونات داخل الذرات
اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه
Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location
يسمى الجهاز الذي يقيس النسبة بين الايون الموجب وكتلته هو
مطياف الكتلة هو جهاز
اخترعه فرانسيس أستون ويعتمد مبدأ عمله على أن الجسيمات المشحونة عندما
تدخل مجالا مغناطيسيا منتظما، بحيث يعامد اتجاهه اتجاه حركتها، فإنها
تأخذ مسارات دائرية تتناسب أنصاف أقطارها مع كتلة الجسيم المشحون. ويمكن بواسطة
هذا الجهاز قياس نسبة الكتلة للشحنة وفصل الجسيمات المختلفة بهذا المقدار عن بعضها
سواء كانت ذرات أو أيونات أو جزيئات. و هو يسمح بقياس q/m لذرة متأينة (حيث m
كتلة
الايون و q شحنته) وبتحديد
كتلة الذرة، وقد لعبت المطيافية دورا كبيرا في دراسة النظائر. مكونات المطياف يتكون المطياف من:
1. منبع أيونات Ion
source
2. محلل الكتلة Mass
Analyzer
3. كاشف Detector
المكونات الرئيسية لمطياف الكتلة
مبدا عمل المطياف الكتلي:
يعتمد
مبدأ عمل المطياف الكتلي على توليد أيونات للمادة المدروسة في حيّز خالٍ من
الهواء، وإخضاعها لحقول كهربائية ومغنطيسية حتى ترسم في نهاية المطاف الجسيمات
المختلفة في الكتلة مسارات متباينة. وقد
تختلف الترتيبات المستخدمة لهذا الغرض من جهاز لآخر، ويظهر في الشكل (1) أحدها وهو
الأكثر استخداماً، وهو يتألف من أربعة أجزاء هي:
الشكل
(1) مخطط رمزي لمطياف كتلي
1- حجرة التأين ionization chamber
وهنا
تُنتزع الإلكترونات من ذرات العيِّنة موضوع الدراسة، فتتحول إلى أيونات موجبة
تمتلك جميعها كتلة متقاربة m ، وهي تحمل
شحنات كهربائية موجبة q = ne مساوية شحنة
الإلكترون e أو مضاعفاتها n بالقيمة
المطلقة.
مطياف الكتلة هو المسؤول عن تحديد الجسيمات، لأن عينتها توضع في مكان مخصص داخل الجهاز، ويجب أن تكون المادة في الحالة السائلة أو الغازية، والعكس يوضع عند درجة حرارة أعلى من مائة و خمسين درجة. درجة مئوية ليتم تحويلها إلى سائل. إذا كانت صلبة، يتم وضعها في غرفة التأين من خلال المسبار، وبالتالي يبدأ الباحث في التعرف على الأيونات بسرعة التأين الإلكتروني، وهذا هو سبب تسمية هذه العملية بالتأين الإلكتروني. وبدلاً من ذلك، يمكن الحصول على الأيونات عن طريق تحريك الذرات، وتسمى هذه العملية التأين الكيميائي، بالإضافة إلى ذلك، يمكن التعرف على الأيونات من خلال عملية تصادم مع بعضها البعض، مما يتسبب في جزيئات الشحنة السالبة. ثم يتم فصل الأيون وتحريره من خلال صفيحة ذات شحنات موجبة لجذب الأيونات السالبة، ثم يتم تطبيق المجالين الكهربائي والمغناطيسي لإتمام عملية الفصل ويمكن للباحث قياس كتلة الأيونات. قيس بضرب النسبة وتجميعها ورسمه في شكل رسومي. هناك العديد من الأجهزة التي تقيس الكتلة والأيونات بشكل منفصل، مثل محلل السيكلوتون، ومحلل الكتلة الكهروستاتيكي، ومحلل الكتلة الرباعي، ومحلل كتلة الأجزاء المغناطيسية، وكذلك محلل كتلة الطيران ومحلل كتلة الأيونات الرباعي.
السؤال: ما معنى قوله صلى الله عليه وسلم عن نجد: " منها يطلع قرن الشيطان "؟
الإجابة: حتى يتبين معناه لا بد من أمرين، أما الأول فأن ننظر في طرق الحديث
لعل فيها ما يعين على الفهم، والأمر الثاني أن نعرف نجد، والكلام طويل
وكثير، وقد ألف حكيم محمد أشرف وندهو، وهو من علماء الهند، رسالة
سماها (أكمل البيان في شرح حديث نجد قرن الشيطان)، وفصل فيها تفصيلاً
حسناً بديعاً المراد من قوله صلى الله عليه وسلم عن نجد منها يطلع قرن
الشيطان.
حول حديث: &Quot;نجد قرن الشيطان&Quot; - كشف الشبهات
وقال عبيدالله بن سعيد في روايته:
قام رسول الله صلى الله عليه وسلم عند باب عائشة
وروى مسلم في كتاب الفتن، باب الفتنة من المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان(7295)
من طريق سالم عن ابن عمر قال: خرج رسول الله صلى الله عليه وسلم من بيت عائشة فقال ( رأس الكفر من ههنا،من حيث يطلع قرن الشيطان)يعني المشرق. وروى مسلم في كتاب الفتن، باب الفتنة من المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان(7296)
من طريق سالم عن ابن عمر قال سمعت رسول الله صلى الله عليه وسلم يشير بيده نحو المشرق(ها إن الفتنة ههنا، ها إن الفتنة ههنا)
ثلاثاً حيث يطلع قرن الشيطان يعني المشرق. نجد - ووردز. ومعنى قول عليه الصلاة والسلام (قرن الشيطان) قال الحافظ ابن حجر في فتح الباري (13/46)
(قوله قرن الشمس ويحتمل أن يريد بالقرن قوة الشيطان وما يستعين به على الإضلال وهذا أوجه وقيل إن الشيطان يقرن رأسه بالشمس عند طلوعها ليقع سجود عبدتها له قيل ويحتمل أن يكون للشمس شيطان تطلع الشمس بين قرنيه). وفي تحفة الأحوذي (10/315) (( قرن الشيطان) أي حزبه وأهل وقته وزمانه وأعوانه ذكره السيوطي وقيل يحتمل أن يريد بالقرن قوة الشيطان وما يستعين به على الإضلال). المراد بنجد في هذه الأحاديث – والله أعلم - نجد العراق وذلك لمايلي:
1- روى مسلم في كتاب الفتن، باب الفتنة من المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان(7297)من طريق ابن فضيل عن أبيه قال سمعت سالم بن عبدالله بن عمر يقول:ياأهل العراق ماأسألكم عن الصغيرة ،وأركبكم للكبيرة سمعت أبي عبدالله بن عمر يقول سمعت رسول الله صلى الله عليه وسلم يقول إن الفتنة تجيء من ههنا وأومأ بيده نحو المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان وأنتم يضرب بعضكم رقاب بعض وإنما قتل موسى الذي قتل من آل فرعون خطأ فقال الله عزوجل له (وقتلت نفسا فنجيناك من الغم وفتناك فتونا).
حول حديث: &Quot;نجد قرن الشيطان&Quot;
فقول سالم بن عبدالله بن عمر ياأهل العراق ماأسألكم عن الصغيرة ،وأركبكم للكبيرة ثم قوله بعد ذلك سمعت أبي عبدالله بن عمر يقول سمعت رسول الله صلى الله عليه وسلم يقول إن الفتنة تجيء من ههنا وأومأ بيده نحو المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان. حول حديث: "نجد قرن الشيطان" - كشف الشبهات. يدل على أنه رحمه الله يرى أن قرن الشيطان يخرج من العراق وهو من رواة الحديث وهو أعلم بما روى من غيره. 2- ما أخرجه الفسوي في المعرفة والتاريخ (2/746) ،وأبونعيم في الحلية (6/133) ،وابن عساكر في تاريخ دمشق (1/120) من طرق عن توبة العنبري عن سالم بن عبدالله عن أبيه عن النبي صلى الله عليه وسلم أن دعا فقال (اللهم بارك لنا في مكتنا ،اللهم بارك لنا في مدينتنا ،اللهم بارك لنا في شامنا ،وبارك لنا في صاعنا ،وبارك لنا في مدينتنا. فقال رجل:يارسول الله وفي عراقنا فأعرض عنه ،فرددها ثلاثاً كل ذلك يقول الرجل:وفي عراقنا ،فيعرض عنه ،فقال: بها الزلازل والفتن ،وفيها يطلع قرن الشيطان)
وتوبة العنبري البصري أبو المورع من رجال البخاري ومسلم وثقه أبوحاتم وابن معين كما في الجرح والتعديل (2/446) قال الحافظ ابن حجر عنه في التقريب (183) (ثقة ، أخطأ الأزدي إذ ضعفه). ولم ينفرد برواية هذا الحديث بل تابعه عليه زياد بن بيان الرقي قال ثنا سالم به.
نجد - ووردز
وقال
عبيدالله بن سعيد في روايته:قام رسول الله صلى الله عليه وسلم عند باب
عائشة
الشيطان(7295)من طريق سالم عن ابن عمر قال:خرج رسول الله صلى الله عليه
وسلم من بيت عائشة فقال ( رأس الكفر من ههنا،من حيث يطلع قرن
الشيطان)يعني المشرق. حديث نجد قرن الشيطان. الشيطان(7296)من طريق سالم عن ابن عمر قال سمعت رسول الله صلى الله عليه
وسلم يشير بيده نحو المشرق(ها إن الفتنة ههنا، ها إن الفتنة ههنا)ثلاثاً
حيث يطلع قرن الشيطان يعني المشرق. ومعنى
قول عليه الصلاة والسلام (قرن الشيطان) قال الحافظ ابن حجر في فتح الباري
(13/46) (قوله قرن الشمس ويحتمل أن يريد بالقرن قوة الشيطان وما يستعين
به على الإضلال وهذا أوجه وقيل إن الشيطان يقرن رأسه بالشمس عند طلوعها
ليقع سجود عبدتها له قيل ويحتمل أن يكون للشمس شيطان تطلع الشمس بين
قرنيه). وفي
تحفة الأحوذي (10/315) (( قرن الشيطان) أي حزبه وأهل وقته وزمانه وأعوانه
ذكره السيوطي وقيل يحتمل أن يريد بالقرن قوة الشيطان وما يستعين به على
الإضلال). المراد
بنجد في هذه الأحاديث – والله أعلم - نجد العراق وذلك لمايلي:
1- روى
الشيطان(7297)من طريق ابن فضيل عن أبيه قال سمعت سالم بن عبدالله بن عمر
يقول:ياأهل العراق ماأسألكم عن الصغيرة ،وأركبكم للكبيرة سمعت أبي
عبدالله بن عمر يقول سمعت رسول الله صلى الله عليه وسلم يقول إن الفتنة
تجيء من ههنا وأومأ بيده نحو المشرق من حيث يطلع قرنا الشيطان وأنتم يضرب
بعضكم رقاب بعض وإنما قتل موسى الذي قتل من آل فرعون خطأ فقال الله عزوجل
له (وقتلت نفسا فنجيناك من الغم وفتناك فتونا).
اهـ. وقد دلت السنة الصحيحة على أن الفتن تكثر من جهة المشرق، والتاريخ يشهد بذلك -كما يأتي-، قال الحافظ في الفتح: وقال غيره ـ أي: غير الخطابي ـ كان أهل المشرق يومئذ أهل كفر، فأخبر صلى الله عليه وسلم أن الفتنة تكون من تلك الناحية، كما أخبر، وأول الفتن كان من قبل المشرق، فكان ذلك سببًا للفرقة بين المسلمين، وذلك ما يحبه الشيطان، ويفرح به، وكذلك البدع نشأت من تلك الجهة. اهـ. وقال النووي: والمراد بذلك اختصاص المشرق بمزيد من تسلط الشيطان، ومن الكفر، كما قال في حديث آخر: "رأس الكفر نحو المشرق"، وكان ذلك في عهده صلى الله عليه وسلم حين قال ذلك، ويكون حين يخرج الدجال من المشرق، وهو فيما بين ذلك منشأ الفتن العظيمة، ومثار لكفرة الترك الفاسقة العاتية الشديدة البأس. ا هـ. وقال القسطلاني: إنما أشار عليه الصلاة والسلام إلى المشرق؛ لأن أهله يومئذ أهل كفر، فأخبر أن الفتنة تكون من تلك الناحية، وكذا وقع، فكان وقعة الجمل، ووقعة صفين، ثم ظهور الخوارج في أرض نجد، والعراق، وما وراءها، وكان أصل ذلك كله وسببه قتل عثمان بن عفان -رضي الله عنه-، وهذا علم من أعلام نبوته صلى الله عليه وسلم، وشرف، وكرم. ويشهد لما قاله هؤلاء الأئمة أن أكثر الفتن والبدع جاءت من جهة المشرق، كالقاديانية، والبهائية، والبابية، وأصل النصيرية، والدروز، والرافضة، وفتنة المغول، والقرامطة، وغيرهما، وفي الصحيحين: رأس الكفر نحو المشرق، والفخر، والخيلاء في أهل الخيل، والإبل، الفدادين أهل الوبر، والسكينة في أهل الغنم.