La spettrometria ionomobilitaria è un metodo di analisi che si occupa dell’identificazione di sostanze volatili nell’atmosfera, come gas nocivi, irritanti e tossici, che possono provenire da attività industriali, inclusi quelli legati al settore petrolifero.
Storia della Spettrometria Ionomobilitaria
La misurazione delle proprietà di mobilità degli ioni non è una novità storica; risale ai tempi di Sir Ernest Rutherford che, nel 1908, riuscì a caratterizzare tali proprietà utilizzando gli ioni generati attraverso l’ionizzazione con raggi X. Evolvendo nel corso del tempo, questa metodologia divenne formalmente riconosciuta come spettrometria ionomobilitaria intorno al 1970, con l’obiettivo di raffinare le capacità di rilevamento e analisi delle specie ioniche.
Applicazioni Attuali
Recentemente, questa tecnologia ha trovato applicazioni di sicurezza cruciale, come la scoperta di esplosivi e sostanze stupefacenti in luoghi ad alto rischio come gli aeroporti, facendo uso di apparecchiature sia fisse sia portatili. Per aumentare l’efficacia e l’accuratezza, la spettrometria ionomobilitaria può essere combinata con metodologie complementari, come la [spettrometria di massa](https://chimica.today/chimica-analitica/spettrometria-di-massa/) e la [gascromatografia](https://chimica.today/chimica-analitica/gascromatografia-analisi-qualitativa-e-quantitativa/), migliorando così la rilevazione strutturale di ioni complessi e [biomolecole](https://chimica.today/chimica-organica/le-proteine-e-loro-struttura/).
Il Principio della Spettrometria Ionomobilitaria
Questa tecnica si basa sulla separazione di ioni in fase gassosa attraverso l’impiego di un campo elettrico debole. Gli ioni sono distinti in base a dimensioni, forma e carica elettrica. Tradizionalmente, come fonte di ionizzazione si utilizza il nichel-63 per ionizzare il campione.
In condizioni di pressione ambiente, le molecole d’aria dominanti danno origine a ioni primari: specie reagenti positive come NH4+, NO+, H3O+, e negative come O2-. Questi ioni, interagendo con l’analita, generano gli ioni di prodotto attraverso reazioni di trasferimento di carica, protonazione o deprotonazione.
La velocità di questi ioni di prodotto viene misurata all’interno di un tubo di deriva contenente una miscela gassosa di azoto, argon o elio. Spostandosi sotto la spinta di un campo elettrico E, la velocità vD degli ioni e la loro mobilità K sono legate dalla relazione:
vD = KE
K viene determinato sperimentalmente calcolando il tempo t necessario affinché lo ione attraversi il tubo di deriva di lunghezza L e in presenza di una specifica miscela gassosa:
K = L/tE
La mobilità ionica normalizzata K0, che tiene conto della temperatura e della pressione, si definisce come:
K0 = K(273/T)(p/760)
Sfruttando la sezione trasversale di collisione di uno specifico ione, è possibile ottenere informazioni sulla struttura molecolare. Tale sezione rappresenta l’area media d’interazione della molecola con il gas di diluizione durante il movimento tridimensionale.
Leggi di più sulla [spettrometria ionomobilitaria e le sue applicazioni](https://chimica.today/chimica-analitica/spettrometria-per-mobilita-ionica/) per acquisire una conoscenza approfondita di questa metodologia analitica.