5 april: voorkennis + herhalen 10.1 vwo 5

massaspectrometrie is een...
A
analysemethode om structuur te bepalen
B
analysemethode om massa te bepalen
C
analysemethode om concentratie te bepalen
D
vorm van chromatografie
1 / 51
suivant
Slide 1: Quiz
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

Cette leçon contient 51 diapositives, avec quiz interactifs, diapositives de texte et 1 vidéo.

time-iconLa durée de la leçon est: 60 min

Éléments de cette leçon

massaspectrometrie is een...
A
analysemethode om structuur te bepalen
B
analysemethode om massa te bepalen
C
analysemethode om concentratie te bepalen
D
vorm van chromatografie

Slide 1 - Quiz

In de MS worden atoombindingen in de moleculen van de onderzochte stoffen door een elektronenbombardement kapot gemaakt. Deze fragmenten worden gemeten.
In de MS worden atoombindingen in de moleculen van de onderzochte stoffen  door een elektronenbombardement kapot gemaakt. Deze fragmeten worden gemeten.

Slide 2 - Diapositive

Werking van de massaspectrometer:
stap 1

Slide 3 - Diapositive

welke lading hebben elektronen?
A
positief
B
negatief

Slide 4 - Quiz

elektronen bombardement
  1. Een stof wordt in de vacuümkamer geïoniseerd door een elektronenbundel
  2. elektronen schieten één elektron weg van een molecuul (M)
  3. in reactievergelijking:     M  +  e-   →    M+  +  2 e-
  4. Er ontstaan positieve ionen, M+ ("het molecuul-ion").
  5. Deze ionen zijn onstabiel en vallen uiteen in fragmenten

Slide 5 - Diapositive

Beeld denken: Borden en tennisballen
- Elektronen zijn de tennisballen
- Moleculen zijn de borden

Slide 6 - Diapositive

een molecuul-ion dat ontstaat bij massa spectrometrie is altijd
A
positief
B
negatief

Slide 7 - Quiz

hoe scheid je al deze fragmenten?
stap 2
De geladen moleculen en fragmenten met een +-lading worden door een magnetisch veld allemaal op een andere manier afgebogen. De massa is traag... dus de grote (zware) deeltjes buigen anders af dan kleinere deeltjes.

Slide 8 - Diapositive

een massaspectrometer scheidt deeltjes op basis van hun
A
massa
B
lading
C
grootte
D
lengte

Slide 9 - Quiz

Hoe meet je welke fragmenten aanwezig zijn?
stap 3

Slide 10 - Diapositive

Dit gebeurt er allemaal met een monster (sample) als het de massaspectro-meter in gaat.

Slide 11 - Diapositive

13.4 massaspectrometrie
1. elektronenkanon geeft plus-lading:
er ontstaan een molecuulion en fragmenten
2. Magneet buigt kleine, geladen deeltjes het sterkst af, hier vindt scheiding plaats op basis van massa.
3. Detector meet massa en lading en zet het om in een spectrum
samengevat

Slide 12 - Diapositive

Massaspectrum
resultaat: een massaspectrum

Slide 13 - Diapositive

massaspectrum van pentaan (C₅H₁₂)
  • Op de x-as staat de m/z waarde; uitgaande van een ionlading z = 1+ komt dit overeen met de molecuulmassa in u. 
  • De piek bij de grootste m/z waarde hoort bij het molecuul-ion. Dit is het complete molecuul waaruit slechts één elektron is weggeschoten. 
  • De piek bij m/z = 72 komt dus van het ion C₅H₁₂+.
m/z

Slide 14 - Diapositive

m/z staat voor
A
molecuulgewicht / lading
B
massa / lading
C
molecuulgewicht / volume
D
massa / volume

Slide 15 - Quiz

massaspectrum van pentaan (C₅H₁₂)
  • op de y-as staat de relatieve intensiteit: de hoogste piek hoort bij het fragment dat het meest voorkomt en wordt altijd op 100 gezet
  • de massa van de pieken zegt iets over de fragmentionen die zijn ontstaan. De piek bij m/z = 43 is van het ion C3H7+.
  • de afstand tussen de pieken zegt iets over de fragmenten die zijn afgesplitst. Het verschil tussen m/z = 72 en m/z = 57 is 15 u. Dit komt overeen met het fragment -CH3
m/z
m/z

Slide 16 - Diapositive

de hoogste piek in een MS spectrum ...
A
hoort bij het zwaarste molecuul
B
hoort bij het zwaarste fragment
C
hoort bij het meest geladen molecuul
D
hoort bij het meest voorkomende fragment

Slide 17 - Quiz

uit een spectrum haal je informatie over welke fragmenten zijn afgesplitst van het molecuul-ion.

Slide 18 - Diapositive

Massaspectrometrie mbv Binas 39D
Hier kun je uithalen welke fragmenten zijn afgesplitst

Slide 19 - Diapositive

Massaspectrometrie mbv Binas 39D
Hier kun je uithalen welke fragmenten in het spectrum staan (dus waarvan de m/z gemeten zijn)

Slide 20 - Diapositive

bekijk dit spectrum van pentaan-3-on
voor de volgende vraag

Slide 21 - Diapositive

Het gaat om het MS spectrum van pentaan-3-on.
Wat kan het fragment zijn dat van het molecuulion (m/z = 86) is afgesplitst, waardoor een fragment met m/z van 57 is ontstaan?
pentaan-3-on
tekenen helpt!
Teken de structuur van pentaan-3-on en bekijk welk fragment van 86-57 = ...? eraf kan zijn gesplitst?
spectrum
A
-CH₂ en -CH₃
B
-CH₂CH₃
C
-C=O en -H
D
-C-OH

Slide 22 - Quiz

86 - 57 = 29
dit komt overeen met de massa van het fragment
-CH2-CH3
dit fragment kan er in één keer af.

Slide 23 - Diapositive

bekijk het massaspectrum van methoxyethaan

Slide 24 - Diapositive

wat is de juiste structuur van methoxyethaan?
spectrum
A
B
C
D

Slide 25 - Quiz

bekijk het massaspectrum van methoxyethaan

Slide 26 - Diapositive

Wat is waar?
I. gemeten m/z 60 staat voor het molecuul-ion
II. gemeten m/z 29 staat voor het CH₃-O- fragment
tip
gemeten m/z beteken dat dit fragment op de detector is gekomen. het is dus achtergebleven nadat er iets vanaf is 'geschoten'..
A
alleen I
B
alleen II
C
beiden
D
geen van beiden

Slide 27 - Quiz

I=waar:
60 = molecuul-ion

II = onwaar
29 staat voor het afsplitsen van het CH₃-O- fragment (m=31) dus voor 60-31 = 29. M=29 blijft  over en dit wordt gemeten. Het fragment dat eraf gaat, is niet gemeten!

Slide 28 - Diapositive

filmpje
nu volgt een filmpje in engels, waarbij het gebruik van een massa spectrometer bij isotopen onderzoek wordt gedaan.
Een isotoop is een element dat een verschillende massa's heeft,
bijvoorbeeld chloor-15 en chloor-17:
zelfde aantal protonen, maar ander aantal neutronen, 
dus andere massa.

Slide 29 - Diapositive

Slide 30 - Vidéo

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

Slide 31 - Question ouverte

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

Slide 32 - Diapositive

Dit is het massaspectrum van.....(zoek het molecuulion)
A
ethaan
B
ethanol
C
propaan
D
propanol

Slide 33 - Quiz

De piek bij m/z = 31 wordt veroorzaakt door....
A
C2H5+
B
C2H7+
C
CH2OH+
D
CH2OH

Slide 34 - Quiz

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+)
A
alleen bij 79 en 81
B
bij 79, 81, 158 en 162
C
bij 79, 81, 158, 160, 162

Slide 35 - Quiz

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

Slide 36 - Diapositive

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.

Slide 37 - Diapositive

kennis even testen 

Slide 38 - Diapositive

Het molecuul-ion is:
A
Negatief geladen
B
Positief geladen
C
Neutraal geladen
D
Kan zowel positief als negatief geladen zijn.

Slide 39 - Quiz

Het molecuul-ion valt in
fragmenten uiteen omdat...
A
het in een elektrische veld komt.
B
het in een magnetische veld komt.
C
het instabiel is geworden.
D
doordat het in de gasfase zit.

Slide 40 - Quiz

Het molecuul-ion ontstaat na...
A
beschieting met elektronen.
B
beschieting met protonen.
C
door het elektrische veld.
D
door het magnetische veld.

Slide 41 - Quiz

Het elektrisch veld...
A
zorgt voor dat er brokstukken ontstaan.
B
buigt de fragmenten af.
C
detecteert de fragmenten.
D
versnelt de fragmenten.

Slide 42 - Quiz

Het magnetisch veld...
A
zorgt voor dat er brokstukken ontstaan.
B
buigt de fragmenten af.
C
detecteert de fragmenten.
D
versnelt de fragmenten.

Slide 43 - Quiz

De detector registreert...
A
de massa van de brokstukken.
B
hoe vaak een bepaald brokstuk voorkomt.
C
hoe snel een brokstuk gaat.
D
de massa en hoe vaak een brokstuk voorkomt.

Slide 44 - Quiz

Massaspectrometrie
gebruiken we om...
A
te bepalen hoe zwaar een stof is.
B
te meten uit hoeveel fragmenten een stof bestaat.
C
de structuur van een stof te bepalen.
D
de molecuulformule van een stof te bepalen.

Slide 45 - Quiz

De hoogste piek in
een massaspectrum...
A
is het fragment dat het meest voorkomt.
B
is het fragment dat het zwaarst is.
C
is het molecuul-ion.
D
is alle drie voorgaande antwoorden.

Slide 46 - Quiz

Uit een massaspectrum kun je direct de structuur van een molecuul bepalen.
A
Ja, je telt gewoon alle fragmenten op.
B
Ja, daarvoor heb je BT 39D.
C
Nee, met behulp van de verschillende fragmenten moet je puzzelen.
D
Nee, daarvoor moet je super slim zijn.

Slide 47 - Quiz

Zelf oefenen 1:
1: geef de formule van het fragment van m/z = 46

2: hoe zie je in het spectrum dat een methylgroep niet gemakkelijk afsplitst?

3: bij fragmentatie ontstaat o.a. een aldehyde. Welk fragment kan mogelijk m/z = 29 veroorzaken?

Slide 48 - Diapositive

Antwoorden
1: C2H6O+ (moleculair ion)
2: dan zou je een piek verwachten bij m/z = 46-15=31
3: CHO+

Slide 49 - Diapositive

Zelf oefenen 2
Geef de fragmenten bij de pieken:

m/z = 98
m/z = 83
m/z = 55
m/z = 43

Slide 50 - Diapositive

Antwoorden
m/z = 98 : C6H10O+ (moleculair ion)
m/z = 83 : C5H7O+ (CH3 afgesplitst)
m/z = 55 : C4H7+ (rechter stukje keton afgesplitst)
m/z = 43 : C2H3O+ (rechter stukje keton)

Slide 51 - Diapositive