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¿Qué es el análisis cualitativo de los gases?

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Para el análisis de espectros se dan por sentadas una serie de hipótesis de trabajo:

1. Cada tipo de molécula produce un espectro de masas o un espectro de fragmentos constante, que es característico de dicho tipo de molécula (huella dactilar, patrón de agrietamiento).
2. El espectro de cada mezcla de gases es el mismo que se encontraría mediante la superposición lineal de los espectros de los distintos gases. La altura de los picos depende de la presión del gas.
3. El flujo iónico de cada pico es proporcional a la presión parcial de cada componente que participa del pico. Puesto que el flujo iónico es proporcional a la presión parcial, la constante de proporcionalidad (la sensibilidad) varía entre distintos gases.

Aunque estas suposiciones no siempre son correctas, representan una hipótesis útil para trabajar.

¿Cómo funciona el análisis cualitativo de gases?

En el análisis cualitativo, el espectro desconocido se compara con un espectro conocido de una librería. Todo gas está "determinado en última instancia" por el espectro correspondiente. La comparación con los datos de la librería es un procedimiento de reconocimiento de patrones muy sencillo. En función de la disponibilidad, es posible llevar a cabo la comparación ayudándose de diferentes cosas, por ejemplo, la posición, la envergadura y la secuencia de los cinco o diez picos más altos. Como cabe esperar, solo es posible hacer esta comparación previa normalización del espectro igualando la altura de la línea más alta a 100 o 1000 (véase la Tabla 4.5 a modo de ejemplo).

Tabla 4.5: Librería de espectros de los 6 picos más altos del TRANSPECTOR

La comparación puede efectuarse, bien a mano, según una serie de tablas (por ejemplo, la de A. Cornu & R. Massot: Compilation of Mass Spectral Data), bien con ayuda informática, con bases de datos de gran envergadura (p. ej., la base de datos de espectros de masas Mass Spectral Data Base de la Royal Society of Chemistry [Cambridge]).

Al hacer comparaciones con la información de la librería, es necesario prestar atención a si se utilizaron fuentes de iones idénticas o como mínimo energías de impacto de electrones idénticas.

Todos estos instrumentos, no obstante, resultan demasiado complejos para los problemas con los que nos topamos en la tecnología de vacío. Muchos espectrómetros de masas comerciales son capaces de indicar una serie de espectros de librería en la pantalla para que el usuario pueda saber al momento si la "sustancia de librería" podría encontrarse en la sustancia en la que se efectúa la medición. Normalmente, el espectro obtenido en la medición es el resultado de una mezcla de gases y resulta especialmente útil si la pantalla ofrece la capacidad de restar (mediante ensayo) los espectros de distintos gases (o varios de ellos) del espectro de la medición. El gas puede estar presente únicamente si la resta no da como resultado valores negativos para los picos de mayor envergadura. En la Figura 4.16 se muestra este procedimiento de resta paso a paso mediante el software Transpector-Ware.

Fig. 4.16: Resta de espectros de librerías

Independientemente de cómo se prepare el análisis cualitativo, el resultado es siempre aproximativo, esto es, una suposición sobre qué gases podrían estar contenidos en la mezcla. Será necesario examinar esta recomendación, p. ej., teniendo en cuenta la probabilidad de que una cierta sustancia esté presente en el espectro. Asimismo, registrar un espectro nuevo para la sustancia correspondiente puede arrojar más luz al respecto.

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