The sinar anodik atau sinar kanal , juga disebut positif, adalah sinar positif balok yang dibentuk oleh kation atom atau molekul (ion bermuatan positif) yang diarahkan menuju elektroda negatif dalam tabung Crookes.
Sinar anodik berasal dari saat elektron yang bergerak dari katoda menuju anoda, bertabrakan dengan atom gas yang berada di dalam tabung Crookes.
Saat partikel dari tanda yang sama saling tolak, elektron yang menuju anoda melepaskan elektron yang ada di kerak atom gas.
Dengan demikian, atom yang tetap bermuatan positif - yaitu, telah diubah menjadi ion positif (kation) - tertarik ke katoda (bermuatan negatif).
Penemuan
Fisikawan Jerman Eugen Goldstein yang menemukan mereka, mengamati mereka untuk pertama kalinya pada tahun 1886.
Kemudian, pekerjaan yang dilakukan pada sinar anodik oleh ilmuwan Wilhelm Wien dan Joseph John Thomson akhirnya mengasumsikan perkembangan spektrometri massa.
Properti
Sifat utama sinar anodik adalah sebagai berikut:
- Mereka memiliki muatan positif, nilai muatannya adalah kelipatan bilangan bulat dari muatan elektron (1,6 ∙ 10 -19 C).
- Mereka bergerak dalam garis lurus tanpa adanya medan listrik dan medan magnet.
- Mereka menyimpang di hadapan medan listrik dan medan magnet, bergerak menuju zona negatif.
- Lapisan tipis logam dapat menembus.
- Mereka dapat mengionisasi gas.
- Massa dan muatan partikel yang menyusun sinar anodik bervariasi tergantung pada gas yang tertutup dalam tabung. Biasanya massa mereka identik dengan massa atom atau molekul tempat mereka diturunkan.
- Dapat menyebabkan perubahan fisik dan kimiawi.
Sedikit sejarah
Sebelum ditemukannya sinar anoda, telah terjadi penemuan sinar katoda yang terjadi sepanjang tahun 1858 dan 1859. Penemuan ini dilakukan oleh Julius Plücker, seorang matematikawan dan fisikawan Jerman.
Belakangan, fisikawan Inggris Joseph John Thomson yang mempelajari secara mendalam perilaku, karakteristik, dan efek sinar katoda.
Sementara itu, Eugen Goldstein - yang sebelumnya melakukan penyelidikan lain dengan sinar katoda - adalah orang yang menemukan sinar anoda. Penemuan itu terjadi pada tahun 1886 dan dia membuatnya ketika dia menyadari bahwa tabung pelepasan dengan katoda berlubang juga memancarkan cahaya di ujung katoda.
Dengan cara ini ia menemukan bahwa, selain sinar katoda, ada sinar lain: sinar anoda; ini bergerak ke arah yang berlawanan. Karena sinar ini melewati lubang atau saluran di katoda, dia memutuskan untuk menyebutnya sinar saluran.
Namun, bukan dia melainkan Wilhelm Wien yang kemudian membuat studi ekstensif tentang sinar anoda. Wien, bersama dengan Joseph John Thomson, akhirnya menetapkan dasar spektrometri massa.
Penemuan sinar anoda oleh Eugen Goldstein merupakan pilar fundamental bagi perkembangan fisika kontemporer.
Berkat penemuan sinar anoda, kawanan atom dalam gerakan cepat dan teratur tersedia untuk pertama kalinya, yang penerapannya sangat subur untuk berbagai cabang fisika atom.
Tabung sinar anodik
Dalam penemuan sinar anoda, Goldstein menggunakan tabung pelepasan yang telah dilubangi katoda. Proses rinci pembentukan sinar anodik dalam tabung pelepasan gas adalah sebagai berikut.
Dengan menerapkan beda potensial yang besar beberapa ribu volt ke tabung, medan listrik yang tercipta mempercepat sejumlah kecil ion yang selalu ada dalam gas dan yang dibuat oleh proses alam seperti radioaktivitas.
Ion-ion yang dipercepat ini bertabrakan dengan atom gas, merobek elektron darinya dan menciptakan lebih banyak ion positif. Ion dan elektron ini kemudian menyerang lebih banyak atom lagi, menciptakan lebih banyak ion positif dalam reaksi berantai.
Ion positif tertarik ke katoda negatif dan beberapa melewati lubang di katoda. Pada saat mereka menabrak katoda, mereka telah berakselerasi cukup cepat sehingga ketika mereka bertabrakan dengan atom dan molekul lain di dalam gas, mereka merangsang spesies ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Ketika spesies ini kembali ke tingkat energi aslinya, atom dan molekul melepaskan energi yang mereka peroleh sebelumnya; energi dipancarkan dalam bentuk cahaya.
Proses produksi cahaya ini, yang disebut fluoresensi, menyebabkan pendar muncul di wilayah di mana ion-ion muncul dari katoda.
Proton
Meskipun Goldstein memperoleh proton dengan eksperimennya dengan sinar anodik, kenyataannya bukanlah dia yang dikreditkan dengan penemuan proton, karena dia tidak dapat mengidentifikasinya dengan benar.
Proton adalah partikel paling ringan dari partikel positif yang diproduksi dalam tabung sinar anoda. Proton diproduksi ketika tabung diisi dengan gas hidrogen. Dengan cara ini, ketika hidrogen terionisasi dan kehilangan elektronnya, proton diperoleh.
Proton memiliki massa 1,67 ∙ 10 -24 g, hampir sama dengan atom hidrogen, dan memiliki muatan yang sama tetapi dengan tanda yang berlawanan dengan elektron; yaitu, 1,6 ∙ 10 -19 C.
Spektrometri massa
Spektrometri massa, yang dikembangkan dari penemuan sinar anodik, adalah prosedur analitik yang memungkinkan mempelajari komposisi kimiawi molekul suatu zat berdasarkan massanya.
Ini memungkinkan keduanya mengenali senyawa yang tidak diketahui, menghitung senyawa yang diketahui, serta mengetahui sifat dan struktur molekul suatu zat.
Spektrometer massa adalah perangkat yang dapat digunakan untuk menganalisis struktur senyawa kimia dan isotop dengan cara yang sangat tepat.
Spektrometer massa memungkinkan Anda memisahkan inti atom berdasarkan hubungan antara massa dan muatan.
Referensi
-
- Sinar anodik (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 19 April 2018, dari es.wikipedia.org.
- Sinar anoda (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 19 April 2018, dari en.wikipedia.org.
- Spektrometer massa (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 19 April 2018, dari es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002). Mengukur massa: dari sinar positif hingga protein. Philadelphia: Pers Warisan Kimia
- Grayson, Michael A. (2002). Mengukur massa: dari sinar positif hingga protein. Philadelphia: Pers Warisan Kimia.
- Thomson, JJ (1921). Sinar listrik positif, dan aplikasinya pada analisis kimia (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Fisika dan kimia. Everest