10.1 Massaspectrometrie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

10.1 Massaspectrometrie

Deze les

• Voorkennis activeren: maken H10 vragen 3+7
• Uitleg massaspectrometer
• Voorbeelden massaspectra
• Lezen 10.1 (Nova 12.4)
• Maken Nova 23 t/m 28 + examenopgave 'Structuurbepaling'

Leerdoelen

• Je leert hoe een massaspectrometer werkt;
• Je leert welke fragmenten kunnen ontstaan in een massaspectrometer aan de hand van een gegeven structuurformule;
• Je leert om een massaspectrum te analyseren.

Massaspectrometrie

• Kwalitatieve analysemethode
• Structuur ophelderen van een stof
• Veel gebruikt in de organische chemie

Werking schematisch in afbeelding volgende slide.

Massaspectrometrie

Werking massaspectrometer

• Elektronenkanon schiet elektronen --> ontstaan geladen deeltjes;
• Magnetisch veld buigt geladen deeltjes af;
• Massa en lading bepaald mate van afbuiging;
• Positief geladen deeltjes worden gedetecteerd;
• Detector zet signaal om in massaspectrum.

Binas 39D geeft massa's van veel voorkomende fragmentionen.

Voorbeeld fragmentionen aceton

• Moleculair ion C3H6O+, massa 58 u
• Afsplitsen methylgroep (CH3) geeft ion C2H3O+, massa 43 u
• Afsplitsen COCH3 geeft ion CH3+, massa 15 u

Zie massaspectrum volgende slide

• m/z in spectrum is massa (m) gedeeld door lading (z), lading bijna altijd 1.

Voorbeeld aceton

Massaspectrum analyseren

• Bepaal de massa van het moleculair fragmention (molecuulmassa totaal).
• Bepaal welke fragmenten makkelijk kunnen afsplitsen.
• Gebruik Binas tabel 39D voor veel voorkomende fragmenten.
• Bekijk welke massa's je kunt koppelen aan welke fragmenten.
• Check ook het verschil tussen grote pieken (wat is weg).

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?

Antwoorden

1: C₂H₆O⁺ (moleculair ion)

2: dan zou je een piek verwachten bij m/z = 46-15=31

3: CHO⁺

Zelf oefenen 2

Geef de fragmenten bij de pieken:

m/z = 98

m/z = 83

m/z = 55

m/z = 43

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)

Isotopen in massaspectra

• Isotopen zijn vaak terug te vinden in massaspectra.
• Vaak een kleine piek van M+1 vanwege C-13 isotopen.
• Duidelijke verhouding isotopen zichtbaar van bijv. Br of Cl.

Voorbeeld massaspectrum op volgende slide.

Massaspectrum chloor

75% Cl-35

25% Cl-37

Binas 25A

Aan de slag

• Lezen 10.1 (Nova 12.4)
• Maken Nova 23 t/m 28 + examenopgave 'Structuurbepaling'