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Partie 3 • Autres méthodes
a
b
z
r O
O
Figure 16.12 Modélisation du parcours des ions dans une trappe.
a) Parcours d’un ion stabilisé ; b) parcours d’un ion instable venant terminer sa trajectoire sur une des électrodes (la disposition du piège est la même que dans la figure
précédente).
Si on mélange dans le piège un gaz réactant à l’échantillon on obtient directement une
ionisation chimique (§16.10.2).
Ces appareils peu encombrants et très sensibles ont cependant pour défauts de présenter
une gamme dynamique étroite et une répétabilité des spectres d’un même échantillon assez
moyenne, ce qui est un gros handicap en analyse quantitative.
Tous les spectromètres de masses adoptent le principe des mesures comparatives. On
étalonne l’appareil avec des ions de masses connues. Bien que des relations simples, dont
certaines sont indiquées dans ce chapitre permettent de calculer les masses à partir de certains paramètres, elles restent des formules explicatives. Elles ne sont pas utilisées par les
logiciels des spectromètres. Elles ne tiennent pas compte de facteurs secondaires propres à
chaque montage.
16.7 ANALYSEURS À RÉSONANCE CYCLOTRONIQUE (FTMS)
Ces spectromètres, relativement peu répandus, font figure d’outsiders des appareils précédents. Apparentés aux pièges magnétiques à ions, ils permettent d’obtenir la masse des ions
avec une très grande précision.
Le principe est le suivant : les ions, obtenus par un des nombreux procédés existants, sont
dirigés vers une petite cavité placée au sein d’un champ magnétique B très intense (4 à 9
teslas) créé par une bobine supraconductrice. Dans la cavité, les ions qui sont ralentis par
des chocs sur les molécules résiduelles (le vide n’est pas parfait) restent confinés par effet
des parois portées à des potentiels positifs. Leurs trajectoires sont complexes mais leurs
projections dans un plan x y, normal à l’orientation du champ B correspondent à des cercles
(fig. 16.13). Le rayon de la circonférence dépend de l’énergie cinétique de l’ion et est donné
par l’équation 16.2.
Si v est faible et B grand, la circonférence sera suffisamment petite (quelques mm). À
partir des relations classiques v = v· R et v = 2 p·n, on aboutit à l’équation 16.17.
Partie 3 • Autres méthodes
a
b
z
r O
O
Figure 16.12 Modélisation du parcours des ions dans une trappe.
a) Parcours d’un ion stabilisé ; b) parcours d’un ion instable venant terminer sa trajectoire sur une des électrodes (la disposition du piège est la même que dans la figure
précédente).
Si on mélange dans le piège un gaz réactant à l’échantillon on obtient directement une
ionisation chimique (§16.10.2).
Ces appareils peu encombrants et très sensibles ont cependant pour défauts de présenter
une gamme dynamique étroite et une répétabilité des spectres d’un même échantillon assez
moyenne, ce qui est un gros handicap en analyse quantitative.
Tous les spectromètres de masses adoptent le principe des mesures comparatives. On
étalonne l’appareil avec des ions de masses connues. Bien que des relations simples, dont
certaines sont indiquées dans ce chapitre permettent de calculer les masses à partir de certains paramètres, elles restent des formules explicatives. Elles ne sont pas utilisées par les
logiciels des spectromètres. Elles ne tiennent pas compte de facteurs secondaires propres à
chaque montage.
16.7 ANALYSEURS À RÉSONANCE CYCLOTRONIQUE (FTMS)
Ces spectromètres, relativement peu répandus, font figure d’outsiders des appareils précédents. Apparentés aux pièges magnétiques à ions, ils permettent d’obtenir la masse des ions
avec une très grande précision.
Le principe est le suivant : les ions, obtenus par un des nombreux procédés existants, sont
dirigés vers une petite cavité placée au sein d’un champ magnétique B très intense (4 à 9
teslas) créé par une bobine supraconductrice. Dans la cavité, les ions qui sont ralentis par
des chocs sur les molécules résiduelles (le vide n’est pas parfait) restent confinés par effet
des parois portées à des potentiels positifs. Leurs trajectoires sont complexes mais leurs
projections dans un plan x y, normal à l’orientation du champ B correspondent à des cercles
(fig. 16.13). Le rayon de la circonférence dépend de l’énergie cinétique de l’ion et est donné
par l’équation 16.2.
Si v est faible et B grand, la circonférence sera suffisamment petite (quelques mm). À
partir des relations classiques v = v· R et v = 2 p·n, on aboutit à l’équation 16.17.