Zakładam, że chcesz zmierzyć izotopy węgla. Nie wiem, jak z ptasiego pióra wyodrębni się próbkę, która nadaje się do pomiaru w spektrometrze i nie zmienia proporcji izotopów. Spektrometry, które potrafią rozróżniać izotopy, są na ogół dość czułe i skomplikowane. Tak więc dosłowna odpowiedź na twoje pytanie brzmi „NIE, nie możesz tego zrobić w domu za pomocą spektrometru DIY”.

Ale możesz być w stanie kupić spektrometr. Możesz być w stanie rozróżnić izotopy węgla w związkach karbonylowych za pomocą spektroskopii w podczerwieni. (Ale nie licz na to, chyba że w jakiś sposób tworzysz produkt gazowy, taki jak $ \ ce {CO} $ lub $ \ ce {CO2} $.)

Zwykły sposób pomiaru izotopów węgla odbywa się za pomocą spektrometrii mas. Prawdopodobnie możesz uzyskać surowy pomiar za pomocą maszyny, która kosztuje 20 000 USD (w serwisie eBay), ale wtedy musisz ją skalibrować i zaopatrzyć w gaz nośny itp. Krótko mówiąc, doprowadzi Cię to do bankructwa. permeakra ma najlepszy pomysł: wyślij próbkę do laboratorium. Ale nie jestem pewien, czy jakiekolwiek laboratorium pozwoli Ci na przesłanie próbek za pośrednictwem swojego spektrometru, nie wiedząc nic o Twojej reputacji ani o wielkości firmy, jakiej mogą oczekiwać od Ciebie.

29.11.2019 Ben Krasnow wrzucił na YouTube film Spektrometr mas dla majsterkowiczów mierzy zawartość potasu w substytutach soli w diecie, pokazując znakomitą konstrukcję aparatu do pomiarów masowych w swoim sklepie na podstawie artykułów Dewdney [ 1] i Stong [ 2] z pewnymi zmianami i ulepszeniami, takimi jak zmieniony schemat elektryczny i zwiększony prąd emisji.

Główne wady były ograniczone czas pracy (10-15 min), żmudny montaż / demontaż i odkurzanie wymagane dla każdego przebiegu, niska rozdzielczość i możliwe artefakty sygnałowe. Jednak dla badanej sondy chlorku potasu Ben był w stanie wykazać obecność obu stabilnych izotopów $ \ ce {^ {39} K} $ i $ \ ce {^ {41} K} $ w przybliżonym oczekiwanym stosunku 14: 1 $ .

Od oryginalny artykuł [ 1]:

Spektrometr mas został zaprojektowany w oparciu o proste części składowe: system próżniowy jest wykonany z miedzianych części hydraulicznych; przewody elektryczne do odkurzacza są za pomocą igieł do cerowania, które są wciskane w gumowe korki; żarnik źródła termicznej jonizacji pochodzi z małej żarówki; szczeliny na przedmiot i obraz są wykonane z kawałków żyletek umieszczonych pomiędzy mosiężnymi podkładkami. Pole magnetyczne jest dostarczane przez magnes stały wyposażony w domowe cylindryczne elementy biegunowe (o takiej średnicy, aby uzyskać ogniskowanie w kierunku drugiego rzędu). Wymagana jest umiarkowana próżnia $ \ pu {E-4 mmHg} $ . Gdy instrument jest zogniskowany (poprzez regulację położenia nabiegunników) i wyrównany (obracając nasmarowane smarem gumowe korki), można uzyskać zdolność rozdzielczą 50.

Rys. 2 . Kompletny spektrometr mas. (1) kolano 90 °, (2) trójnik źródła, (3) trójnik kolektora, (4) do (9) przyłącza prowadzące do pompy próżniowej, (10) zewnętrzna część źródła, (11) zewnętrzna część kolektora, (12 ) pokrywa na miniaturowym gnieździe lampy.

Rys. 3 . Przekrój podstawowych elementów spektrometru mas. Numerowane części to te widoczne na Rys. 2 .

Odnośniki

1. Dewdney, J. W. Poor Man’s Mass Spectrometer. American Journal of Physics 1963 , 31 (12), 932–937. https://doi.org/10.1119/1.1969211.
2. Stong, C. L. The Amateur Scientist. Sci Am 1970 , 223 (1), 120–128. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0770-120.

Nie za pomocą domowego spektrometru mas, nie możesz. Przynajmniej nie przy rozsądnym wysiłku.

Spektrometr mas to bardzo skomplikowany i czuły instrument optyczny z cząstkami naładowanymi. Przydatny spektrometr masowy do materiałów, które w temperaturze bliskiej pokojowej nie są gazami ani parami, jest o wiele bardziej skomplikowany i kosztowny. Spektrometr mas dostatecznie czuły do ​​rozróżniania izotopów w cząsteczkach o znacznych rozmiarach jest jeszcze trudniejszy. Musisz być ekspertem w dziedzinie ultrawysokiej próżni, szybkiej i bardzo czułej elektroniki, precyzyjnej elektroniki wysokonapięciowej, fizyki cząstek, produkcji mechanicznej ...

To jest podobne do budowy własnego mikroskopu elektronowego: dalekie od niemożliwe, a hobbyści zrobili to sami, ale są to ludzie, których główną pasją i obszarem wiedzy była ultrawysoka próżnia i fizyka cząstek elementarnych, a nie chemia. Zrezygnowałem z mojego projektu spektrometru mas „zrób to sam”, kiedy doszedłem do wniosku, że nie dorównuje projektowi elektronicznemu.