Francis William Aston - Penemu Spektrometri massa
Francis William Aston lahir di Birmingham, Inggris, 1 September 1877. Ia tertarik dengan sains sejak usia muda. Pada 1894, Aston masuk Universitas Birmingham untuk belajar kimia dan fisika. Aston memenangkan Beasiswa Forster pada 1898, memungkinkannya mengadakan penelitian yang diterbitkan pada 1901. Ia mulai bekerja sebagai asisten di Laboratorium Cavendish di Cambridge pada 1909 dan mengadakan riset pada sinar positif. Aston tetap di Cavendish Laboratory hingga 1914 saat Perang Dunia I menyita keterampilannya pada pendirian Royal Aircraft.
Setelah PD I berakhir, Aston kembali pada studinya di Cavendish, kini berfokus pada isotop. Pada 1919, Aston membuat sumbangan terpentingnya pada ilmu atom dengan penemuan spektograf massa. Alat itu bisa memisahkan isotop dengan mengukur perbedaan menit dalam massanya. Menggunakan spektograf massa, Aston berhasil mengenali 212 isotop yang ada. Penemuan juga mendorongnya merencanakan Aturan Bilangan Murninya yang terkenal yang menyatakan, "massa isotop oksigen yang ditetapkan, semua isotop lainnya memiliki massa yang hampir semuanya bilangan murni." Aturan itu penting untuk pengembangan ke depan pada teknologi energi atom.
Untuk pencapaiannya dalam studi isotop unsur non-radioaktif menggunakan spektograf massa, Aston dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Kimia pada 1922.
Francis William Aston meninggal di Cambridge, Inggris, 20 November 1945 pada umur 68 tahun.
Spektrometri massa
 |
| Replika Spektrometer |
Spektroskopi massa adalah suatu teknik analisis dengan prinsip dasar membuat suatu molekul netral menjadi bermuatan sehingga bisa dideteksi. Tujuan utama dari spektroskopi massa adalah mengetahui berat molekul. Informasi yang diperoleh dari spektrum MS adalah berat ion, yakni massa molekul isolat ditambah atau dikurangi sumber ion. Berat ion biasanya disajikan dalam [M+H]+ atau [M+OH]- atau dalam bentuk radikal [M*]+. Berat molekul sesungguhnya diperkirakan bertambah satu atau berkurang satu angka yang mendekati. Adakalanya ionisasi melalui penambahan berat molekul air (Saifudin, 2014).
Dalam spektrofotometer massa reaksi pertama suatu molekul adalah ionisasi pelepasan sebuah elektron, yang menghasilkan ion molekul. Peak untuk radikal ion ini biasanya adalah puncak paling kanan dalam spektrum, bobot molekul senyawa ini dapat ditentukan. Diduga bahwa elektron dalam orbital berenergi tinggi adalah elektron yang pertama-tama akan lepas. Jika sebuah molekul mempunyai elektron-elektron n menyendiri, maka salah satunya akan dilepaskan. Jika tidak terdapat elektron n, maka akan dilepaskan sebuah elektron pi (π). Jika tidak terdapat elektron n maupun elektron π, maka ion molekul yang akan terbentuk sengan lepasnya sebuah elektron sigma (σ).
Setelah ionisasi awal ion molekul akan mengalami fragmentasi, yaitu proses pelepasan radikal-radikal bebas atau molekul netral kecil dilepaskan dari ion molekul itu. Sebuah ion molekul tidak pecah secara acak, melainkan cenderung membentuk fragmen-fragmen yang paling stabil.
Cara kerja Spektrometri massa
Sampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Perlakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel berionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui suatu celah sempit. Di dalam medan magnet, ion-ion tersebut akn mengalami pembelokan yang bergantung kepada:
- Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
- Kuat medan magnet. Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
- Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.
- Muatan partikel. Makin besar muatan, makin besar pembelokan.
Sumber:
- https://id.wikipedia.org/wiki/Spektrometri_massa
- https://id.wikipedia.org/wiki/Francis_William_Aston