massaspectrometrie 5Vska

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

 Massaspectrometrie

Wat is een massaspectrometer?

Hoe gebruik je massaspectrometrie voor kwalitatieve en kwantitatieve bepalingen?

Massaspectrometer

• Een stof wordt in de vacuümkamer geïoniseerd door een elektronenbundel:
• M + e- -> M+ + 2 e-
• Er ontstaan positieve ionen, M+.
  
• Deze ionen zijn onstabiel en vallen uiteen in fragmenten

Massaspectrometer

• De geladen deeltjes worden door een elektrisch veld versneld
• Ze worden aan het einde gedetecteerd
• Doordat de massa van de fragmenten verschilt, verschilt ook de versnelling:
• Grotere massa's doen er langer over dan lichtere massa's

In het massaspectrum van pentaan, C5H12, komt ook een piek voor bij een m/z waarde van 29. Door welk fragmention kan deze piek veroorzaakt zijn? Ga uit van een lading van fragmentionen van z = 1+.

1. CH3+
2. C2H5+
3. C4H9+
4. COH+

Massaspectrometrie mbv Binas 39D

Hier kun je uithalen welke fragmenten zijn afgesplitst

Massaspectrometrie mbv Binas 39D

Hier kun je uithalen welke fragmenten in het spectrum staan (dus waarvan de m/z gemeten zijn)

Broomatomen komen in de natuur voor als verschillende isotopen (zie Binas 25A). Wanneer we enkele microliters van de stof broom in een massaspectrometer onderzoeken, kunnen we in het resulterende spectrum pieken verwachten bij m/z waarden van...(uitgaande van z = 1+)

1. alleen bij 79 en 81
2. bij 79, 81, 158 en 162
3. bij 79, 81, 158, 160, 162
4. ik heb geen idee

Massaspectrum van Br2

• Br-79 en Br-81
• Voorkomen in natuur:
  50,7 en 49,3 %
• Komt overeen met dit spectrum
• 158: Br-79 Br-79
• 160: Br-79 Br-81 en Br-81 Br-79
• 162: Br-81 Br-81

Kwantitatieve analyse

• De piekhoogte is recht evenredig met de hoeveelheid van dat deeltje.
• Gebruik bij isotopen: Br-79 en Br-81 hebben verschillende massa, dus ook andere piek.

Waar verwacht je pieken bij Cl2? Er bestaan Cl-35 en Cl-37 isotopen

Massaspectrum van Cl2

• Cl-35 en Cl-37
• Voorkomen in natuur:
  75% en 25 %
• Komt overeen met dit spectrum
• 70: Cl-35 Cl-35
• 72: Cl-35 Cl-37 en Cl-37 en Cl-35
• 74: Cl-37 Cl-37

Dit is het massaspectrum van.....(zoek het molecuulion)

1. ethaan
2. ethanol
3. propaan
4. propanol

De piek bij m/z = 31 wordt veroorzaakt door....

1. C​2​​H​5​+​​
2. C​2​​H​7​+​​
3. CH​2​​OH​+​​
4. CH​2​​OH

lesopdracht 2
kijk bij opg 7
wat is de massa van het molecuul-ion?

1. 3.5
2. 100
3. 72
4. 73

molecuul-ion = m/z = 72

Een “gek” verschijnsel is dat er een piek met massa M+1 voorkomt. De piek M+1 wordt veroorzaakt door de isotopen 13C en 2H. 

Ca. 1% van alle C-atomen is  13C . Van alle H-atomen is slechts 0,01% de isotoop 2H.

Deze piek is dus meestal erg klein, niet groter dan 1% van het molecuul-ion.

Er is ook een piek bij m/z = 27.
Welke groep heeft een massa van 72-27
èn past bij het profiel tot nu toe?

Binas 39D

kijk welk fragment kan horen bij een m/z van 45

1. m = 45, dit komt overeen met -COOH
2. m/z = 27, dit komt overeen met -C=C-
3. m = 45, dit komt overeen met CH3CH3CH3
4. m/z = 27, dit komt overeen met C2H3

oplossing

m=72 u in totaal

er zit een -OH en een -COOH in

de -OH is onderdeel van de -COOH

Als de -COOH afsplitst, hou je 72-45 = 27 over

Als er verder C's en H's inzetten:

CH3-CH2-(COOH) zou m/z 29 geven

2 u minder, dus 2 H minder dus: CH2=CH-(COOH) 

tip

-COOH

CH2=CH-COOH 

propeenzuur

welke opdrachten van H10 bespreken?

welke opdrachten van H10 bespreken?

als er tijd over is...

maak uit oefenboekje opdracht 8 en 9