Espectrometria de massa

A espectrometria de massa é um método para identificar os diferentes átomos que compõe uma substância. Um espectrômetro de massa bombardeia uma substância com elétrons para produzir íons, ou átomos eletricamente carregados. Os íons atravessam um campo magnético que curva suas trajetórias de modos diferentes, dependendo de suas massas. O campo separa os íons em um padrão chamado espectro de massa. A massa e a carga dos íons podem ser medidas por sua posição no espectro. Os cientistas identificam assim os elementos e isótopos presentes na amostra.

Francis Aston foi quem inventou o espectrômetro de massa, em 1919.

Dentre os vários tipos de espectrômetros, o TIMS, o SIMS e o LA-ICP-MS são os mais utilizados.

TIMS

O Espectrometro de Massa de Ionização Térmica ou TIMS (Thermal Ionization Mass Spectrometer) tem maior precisão analítica e os métodos analíticos são sustentados pelas amplas experiências acumuladas. Podem-se analisar elementos terras raras e a razão isotópica de urânio, chumbo e tório, a partir de um grão de zircão. Esta tecnologia viabilizou a datação U-Pb em zircão desde a década de 1980. As análises consomem completamente os grãos de minerais devido à ionização. Com a utilização do isótopo artificial, chamado de spike, o TIMS realiza análises primárias, sem necessidade de padrão. Tal método é denominado ID-TIMS e pode analisar aproximadamente 10 amostras por dia. O custo para aquisição do aparelho e as despesas para sua operação são muito altos.

SIMS

O Espectrômetro de Massa por Ionização Secundária ou SIMS, chamado também de ion prove, é o espectrômetro de massa para análise de pequenas áreas na superfície polida de um grão de mineral, com um diâmetro de 20 a 30 micrômetros. A ionização é realizada com o auxílio do impacto do feixe de íons de oxigênio. Portanto, são possíveis as análises de elementos ultra-traços e razões isotópicas de uma pequena parte do grão de mineral. Os operadores miram nos pontos a serem analisados ao microscópio óptico. A operação similar à microssonda eletrônica permite as análises sem destruição total das amostras. Entretanto, não há precisão comparável com o ID-TIMS. Para as análises, é necessário um padrão. O SIMS fabricado e calibrado exclusivamente para datações de U-Pb é chamado de SHRIMP e, realizam-se em torno de 50 datações U-Pb por dia.

LA-ICP-MS

O LA-ICP-MS (laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometer), ou seja, espectrômetro de massa por ionização acoplada por plasma com ablação a laser, utiliza feixe de laser de diâmetro de 20 a 30 micrômetros (spot analyses) para ionização da superfície de amostra. As seções polidas e lâminas delgadas de 100 micrômetros de espessura podem ser analisadas sem necessidade de pré-tratamentos químicos. Sendo similar ao SIMS, os operadores miram os pontos a serem analisados ao microscópio óptico. As análises precisam do padrão e, a precisão analítica não chega ao nível do SIMS. Por outro lado, as preparações de amostras, operações e manutenção são extremamente simples e práticos, conseguindo no máximo 300 datações U-Pb por dia. Além disso, sua aplicabilidade é muito ampla, desde a datação de U-Pb até a determinação de metais pesados poluidores nos estudos ambientais. O custo para aquisição do aparelho e sua operação é muito mais baixo do que o TIMS e SIMS.

Ligações externas

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