Francis William Aston – Penemu Spektrometri Massa

Francis William Aston ialah fisikawan Inggris. Ia diketahui sebagai penemu Spektrometri massa, alat yang digunakan untuk menentukan massa atom atau molekul.

Francis William Aston lahir di Birmingham, Inggris, 1 September 1877. Ia kesengsem dengan sains sejak usia muda. Pada 1894, Aston masuk Universitas Birmingham untuk mencar ilmu kimia dan fisika. Aston mengungguli Beasiswa Forster pada 1898, memungkinkannya mengadakan observasi yang diterbitkan pada 1901. Ia mulai bekerja selaku ajun di Laboratorium Cavendish di Cambridge pada 1909 dan mengadakan riset pada sinar faktual. Aston tetap di Cavendish Laboratory hingga 1914 saat Perang Dunia I menguras keterampilannya pada pendirian Royal Aircraft.

Setelah PD I berakhir, Aston kembali pada studinya di Cavendish, sekarang berkonsentrasi pada isotop. Pada 1919, Aston membuat pertolongan terpentingnya pada ilmu atom dengan inovasi spektograf massa. Alat itu mampu 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 mempunyai massa yang nyaris semuanya bilangan murni.” Aturan itu penting untuk pengembangan ke depan pada teknologi energi atom.

Untuk pencapaiannya dalam studi isotop unsur non-radioaktif memakai 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

Spektrometri massa ialah alat yang digunakan untuk menentukan massa atom atau molekul, yang didapatkan oleh Francis William Aston pada tahun 1919. Prinsip kerja alat ini yakni pembelokan partikel bermuatan dalam medan magnet.7. Spektroskopi Massa (MS)

Spektroskopi massa yaitu suatu teknik analisis dengan prinsip dasar menciptakan sebuah molekul netral menjadi bermuatan sehingga bisa dideteksi. Tujuan utama dari spektroskopi massa yaitu mengetahui berat molekul. Informasi yang diperoleh dari spektrum MS yakni berat ion, yakni massa molekul isolat ditambah atau dikurangi sumber ion. Berat ion lazimnya disuguhkan dalam [M+H]+ atau [M+OH]- atau dalam bentuk radikal [M*]+. Berat molekul bergotong-royong diperkirakan bertambah satu atau berkurang satu angka yang mendekati. Adakalanya ionisasi melalui penambahan berat molekul air (Saifudin, 2014).

Dalam spektrofotometer massa reaksi pertama sebuah molekul adalah ionisasi pelepasan suatu elektron, yang menghasilkan ion molekul. Peak untuk radikal ion ini lazimnya yaitu puncak paling kanan dalam spektrum, bobot molekul senyawa ini mampu 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 hendak terbentuk sengan lepasnya suatu elektron sigma (σ).

Setelah ionisasi permulaan ion molekul akan mengalami fragmentasi, adalah 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 menjadikan atom atau molekul sampel berionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion konkret). Ion-ion aktual ini kemudian dipercepat oleh suatu beda memiliki peluang dan diarahkan ke dalam sebuah medan magnet lewat sebuah celah sempit. Di dalam medan magnet, ion-ion tersebut akn mengalami pembelokan yang bergantung kepada:

• Kuat medan listrik yang mempercepat anutan ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, semakin besar kecepatan ion dan kian kecil pembelokan.
• Kuat medan magnet. Makin berpengaruh magnet, semakin besar pembelokan.
• Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, semakin kecil pembelokan.
• Muatan partikel. Makin besar muatan, semakin besar pembelokan.