Dalam bentuk yang paling sederhana, spektrometer massa melakukan tiga fungsi penting. Pertama, SUBJ molekul untuk penembakan aliran energi tinggi elektron, mengubah beberapa Cules mil untuk ion, yang dipercepat dalam medan listrik. Kedua, ion dipercepat adalah se dinilai sesuai dengan massa-untuk-biaya mereka rasio dalam medan magnet atau listrik. Akhirnya, saya yang memiliki rasio massa-untuk-biaya tertentu yang terdeteksi oleh suatu alat yang dapat menghitung suster itu: ion mencolok itu. Output detektor diperkuat dan diumpankan ke perekam. Jejak perekam spektrum massa grafik jumlah partikel terdeteksi sebagai fungsi m untuk-biaya.Ketika kita meneliti fungsi masing-masing secara detail, kita melihat bahwa spektrometer massa sebenarnya begitu: apa yang lebih kompleks dari sekedar dijelaskan. Sebelum ion dapat terbentuk, aliran molekul n diperkenalkan ke dalam ruang ionisasi mana ionisasi berlangsung. Sampel sysi inlet menyediakan arus ini molekul.Sebuah sampel yang diteliti dengan spektrometri massa dapat menjadi gas, cair, atau padat a. Cukup dari san harus dikonversi ke keadaan uap untuk mendapatkan aliran molekul yang harus mengalir ke dalam ruang isasi i. Dengan gas, tentu saja, zat tersebut sudah menguap, sehingga sys inlet sederhana dapat digunakan. Ini sistem inlet hanya sebagian dievakuasi sehingga kamar pengion sendiri adalah tekanan lebih rendah dari sistem inlet sampel. Sampel dimasukkan ke dalam reservoir yang lebih besar, fi dimana molekul uap dapat ditarik ke dalam ruang ionisasi, yang di tekan rendah Untuk memastikan bahwa aliran molekul yang lewat ke dalam ruang ionisasi, yang tra uap 'melalui kecil lubang jarum, yang disebut kebocoran molekul, sebelum memasuki ruangan. Sys yang sama dapat digunakan untuk cairan yang mudah menguap atau padatan. Untuk bahan kurang stabil, sistem ini dapat menjadi bugar ditunjuk dalam oven, yang dapat memanaskan sampel untuk memberikan tekanan uap lebih besar. Muse dirawat tidak untuk memanaskan sampel apapun untuk suhu di mana ia mungkin membusuk.Dengan padatan bukan nonvolatile, metode langsung-probe memperkenalkan sampel mungkin u Sampel ditempatkan pada ujung probe, yang kemudian dimasukkan melalui kunci vakum ke dalam kamar ionisasi. Sampel ditempatkan sangat dekat dengan sinar pengion elektron. Pr dapat dipanaskan, sehingga menyebabkan uap dari sampel yang akan berkembang dalam kedekatan kepada berkas trons e. Sistem seperti ini dapat digunakan untuk mempelajari sampel molekul dengan tekanan uap lo dari mm Hg 10-9 pada suhu kamar.Urungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjemahan alternatif. Tutup

Setelah aliran molekul sampel telah memasuki kamar pengion, sinar energi tinggi membombardir rtrons itu. Proses ini mengubah molekul untuk ion. Ion-ion ini kemudian dipercepat dalam-Lectric lapangan. Gambar 8.1 adalah diagram dari ruang ionisasi yang khas.Di kamar pengion, sinar energi tinggi elektron yang dipancarkan dari filamen yang ted untuk beberapa ribu derajat Celcius. Dalam operasi normal, elektron yang dipancarkan memiliki en-y dari sekitar 70 elektron volt (eV). Ini energi tinggi elektron menyerang aliran molekul yangtelah diterima dari sistem sampel dan mengionisasi molekul-molekul dalam sungai dengan menghapus elec-adalah dari mereka; molekul dengan demikian diubah menjadi ion positif. Sebuah piring repeller, yang membawa potensial listrik itive, mengarahkan ion yang baru dibuat ke arah serangkaian piring percepatan. A; e beda potensial, mulai dari 1 sampai 10 kilovolt (kV), diterapkan di tes ini mempercepat menghasilkan sinar cepat bepergian ion positif. Satu atau lebih celah fokus mengarahkan ion

sinar seragam.Sebagian besar molekul sampel tidak terionisasi sama sekali tetapi terus ditarik off dengan vaksinn pompa yang terhubung ke ruang ionisasi. Beberapa molekul diubah ion iegative melalui penyerapan elektron. Pelat repeller menyerap ini negatifs. Sebagian kecil dari ion positif yang terbentuk mungkin memiliki muatan lebih besar dari satu oss lebih dari satu elektron). Ini dipercepat dengan cara yang sama sebagai tunggal dibebankan; ion itive.Energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan elektron dari atom atau molekul potensi ionisasi nya. , St senyawa organik telah potensi ionisasi berkisar antara 8 dan 15 eV. Namun, balok; lectrons tidak menciptakan ion dengan efisiensi tinggi sampai menyerang aliran molekul dengan sajalah dari 50 sampai 70 eV. Untuk menghasilkan spektrum direproduksi, elektron ini rentang energi adalah genre yang digunakan untuk mengionisasi sampel.Dari kamar pengion, sinar ion melewati daerah medan bebas singkat. Dari kembali memasuki analyzer massa, wilayah di mana ion dipisahkan menurut massa mereka; rasio harge.Energi kinetik dari sebuah ion dipercepat sama dengandimana m adalah massa ion, v adalah kecepatan ion, e adalah muatan ion, dan V adalah perbedaan saya bangkan ion-percepatan piring. Dengan keberadaan medan magnet, sebuah pai dibebankan cle menjelaskan jalur penerbangan melengkung. Persamaan yang menghasilkan jari-jari kelengkungan jalan ini saya

r =-sayayadimana r adalah jari-jari kelengkungan jalan dan H adalah kekuatan medan magnet. Jika persamaan ini ti digabungkan untuk menghilangkan istilah kecepatan, hasilnya adalahUrungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjemahan alternatif. TutupGoogle Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar Global

Ini adalah persamaan penting yang mengatur perilaku ion di bagian massal analyzer spektrometer massa.Seperti dapat dilihat dari Persamaan 8.1, semakin besar nilai m / e, jari-jari lebih besar dari jalan curv. Tabung analisa dari instrumen yang dibangun untuk memiliki radius kelengkungan tetap. Sebuah Parti (dengan rasio Kami benar dapat bernegosiasi tabung analyzer melengkung dan mencapai detektor Partikel w Kami rasio yang terlalu besar atau terlalu kecil mogok sisi tabung analyzer dan tidak rea detektor.. Metode ini tidak akan sangat menarik jika ion hanya satu massa dapat mendeteksi (Oleh karena itu, baik tegangan mempercepat atau kekuatan medan magnet kontinyu bervariasi agar semua ion yang diproduksi di kamar pengion dapat dideteksi. Para produksi rekaman dari sistem detektor di berupa sebidang jumlah ion dibandingkan nilai dari MLE.Satu pertimbangan penting dalam spektrometri massa adalah resolusi, yang didefinisikan menurut hubungan)

R = M Persamaan!AMdimana R adalah resolusi, M adalah massa partikel, dan OM adalah perbedaan partikel betweei massa massa M dan partikel massa berikutnya yang lebih tinggi yang dapat diatasi dengan instrumen. Lo, instrumen resolusi memiliki nilai R berkisar setinggi 2000. Untuk

beberapa aplikasi, resolusi sampai 10 kali jumlah yang diperlukan.Untuk mendapatkan resolusi yang lebih tinggi, modifikasi dari desain instrumen dasar yang digunakan. Karena partikel t meninggalkan kamar pengion tidak semua memiliki kecepatan yang sama persis, doub a] spektrometer massa berfokus dapat digunakan. Dalam instrumen, sinar ion melewati throu, daerah medan listrik sebelum memasuki medan magnet. Partikel-partikel menggambarkan jalur melengkung masing-masing daerah. Dengan keberadaan medan listrik, partikel perjalanan semua pada veloci sama sehingga resolusi wilayah medan magnet meningkat.Detektor instrumen khas terdiri dari counter yang menghasilkan arus yang sebanding dengan jumlah ion yang menyerang kota ini. Melalui penggunaan sirkuit pengali elektron, arus ini dapat diukur sehingga akurat bahwa saat ini disebabkan oleh hanya satu ion mencolok detektor dapat mengukur Sinyal dari detektor diumpankan ke perekam, yang menghasilkan spektrum massa. Dalam KASIH modem lembaga, output dari detektor adalah makan melalui antarmuka ke komputer. Komputer dapat menyimpan data t, menyediakan output dalam bentuk tabular baik dan grafis, dan membandingkan data untuk standar spect yang terkandung dalam perpustakaan spektrum yang juga disimpan di komputer. Dalam beberapa instrumen tua arus elektron dari detektor diumpankan ke serangkaian lima galvanometers dari berbagai sensitivitas. Galvanometers T sering memiliki kepekaan dalam, rasio 1 1/3, 1/10, 1/30, dan 1/100. Setiap rekaman mampu spektrum dengan lima jejak simultan pada tingkat kepekaan yang berbeda. Dengan menggunakan lima jejak, ii mungkin untuk merekam puncak paling lemah sambil tetap puncak terkuat pada skala.Urungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjema

GAS kromatografi spektrometri massaSebuah inovasi yang sangat berguna dalam sistem pengenalan sampel adalah penggunaan kromatografi gas digabungkan ke spektrometer massa. Akibatnya, spektrometer massa bertindak dalam peran detektor. Dalam teknik ini, dikenal sebagai kromatografi gas-spektrometri massa (GC-MS), aliran gas yang muncul dari gas chro-matograph diakui melalui katup ke dalam tabung, di mana ia melewati kebocoran molekul. Beberapa aliran gas dengan demikian mengakui ke dalam ruang ionisasi spektrometer massa. Dengan cara ini dimungkinkan untuk memperoleh spektrum massa dari setiap komponen dalam campuran yang diinjeksikan ke dalam kromatografi gas.Sebuah kelemahan dari metode ini melibatkan kebutuhan untuk pemindaian cepat oleh spektrometer massa. Instrumen ini harus menentukan spektrum massa dari masing-masing komponen dalam campuran sebelum keluar komponen berikutnya dari kolom kromatografi gas, agar satu zat tidak terkontaminasi oleh fraksi berikutnya sebelum spektrum telah diperoleh.Karena kolom kapiler efisiensi tinggi digunakan dalam kromatografi gas, dalam banyak kasus senyawa yang sepenuhnya terpisah sebelum aliran gas dianalisis. Instrumen ini harus memiliki kemampuan untuk mendapatkan setidaknya satu scan per detik di kisaran 10 sampai 300 Amu. Bahkan scan lebih diperlukan jika berbagai sempit massa adalah untuk dianalisis.Air buangan dari bagian gas kromatografi instrumen juga dapat diarahkan menjadi instrumen FT-IR sehingga spektrum inframerah daripada spektrum massa dapat diperoleh. Dalam hal ini, spektrofotometer inframerah bertindak sebagai detektor untuk gas kromatografi.Spektrometer massa yang digabungkan dengan kromatografi gas harus relatif kompak dan mampu resolusi tinggi. Dalam banyak instrumen, modifikasi yang sangat berguna adalah untuk menggantikan daerah medan magnet dengan sistem quadrupole. Dalam spektrometer massa quadrupole (Gambar 8.2), satu set empat batang padat diatur sejajar dengan arah sinar

ion. Batang harus hiperbolik secara cross section, meskipun batang silinder dapat digunakan. Sebuah tegangan arus searah dan frekuensi radio diterapkan pada batang, menghasilkan medan elektrostatik osilasi di daerah antara batang. Tergantung pada rasio amplitudo frekuensi radio untuk tegangan directcurrent, ion memperoleh osilasi dalam medan elektrostatik. Ion dari salah massa-untuk-rasio muatan (terlalu kecil atau terlalu besar) menjalani osilasi yang tidak stabil. Amplitudo osilasi terus meningkat sampai partikel menyerang salah satu batang. Ion dari rasio massto-biaya yang benar menjalani osilasi stabil amplitudo konstan. Ion-ion ini tidak menyerang batang tetapi melewati alat analisis untuk mencapai detektor. Resolusi dari sistem dapat disesuaikan dengan memvariasikan rasio amplitudo frekuensi radio untuk tegangan DC. Resolusi setinggi 10.000 dapat diperoleh dengan jenis analyzer massa.Dengan sistem GC-MS, kita juga dapat menganalisa campuran dan melakukan pencarian perpustakaan pada setiap com-Ponent campuran. Jika komponen senyawa yang dikenal, mereka dapat diidentifikasi sementara olehUrungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terje

perbandingan dengan senyawa yang ditemukan di perpustakaan komputer. Dengan cara ini, sebuah "hit list" dapat dihasilkan yang melaporkan kemungkinan bahwa senyawa di perpustakaan sesuai dengan substansi yang dikenal (lihat Bagian 8.8).Sebuah teknik baru yang menyerupai teknik GC-MS dijelaskan di sini adalah kinerja tinggi kromatografi cair-spektrometri massa (HPLC-MS). Sebuah alat HPLC digabungkan melalui antarmuka khusus pada spektrometer massa. Zat yang mengelusi dari kolom HPLC terdeteksi oleh spektrometer massa, dan spektrum massa mereka dapat ditampilkan, dianalisis, dan dibandingkan dengan spektrum standar yang ditemukan di perpustakaan komputer dibangun ke dalam instrumen.

8,3 SPEKTRUM MASSASpektrum massa adalah plot dari kelimpahan ion dibandingkan rasio MLE. Gambar 8.3 adalah sebagian dari massa khas spektrum-yaitu dopamin, zat yang bertindak sebagai neurotransmitter dalam ner-vous pusat sys-tem. Bagian atas dari Gambar 8.3 menunjukkan jejak lima yang diperoleh dengan sistem deteksi multi-galvanometer. Karena spektrum semacam ini adalah sulit untuk menggunakan, biasanya informasi ini adalah con-dikonversi ke bentuk grafik batang. Seperti grafik muncul di bawah spektrum pada Gambar 8.3. Dengan alat modem, di mana sinyal dari detektor didigitalkan dan disimpan di komputer instrumen, adalah mungkin untuk mendapatkan plot langsung dari data dalam bentuk dasarnya identik dengan grafik batang pada Gambar 8.3. Umumnya, hasil spektral massa juga dapat disajikan dalam bentuk tabel, seperti pada Tabel 8.1.Ion yang paling banyak terbentuk di kamar pengion menimbulkan puncak tertinggi dalam spektrum massa, yang disebut puncak dasar. Dalam spektrum massa dopamin, puncak dasar ditunjukkan pada Kami menghargai dari 124. Jumlah relatif dari semua puncak lainnya dalam spektrum dilaporkan sebagai persentase dari banyaknya puncak dasar.Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, berkas elektron di dalam ruang ionisasi mengkonversi beberapa molekul sampel untuk ion positif. Beberapa jenis ion yang ada cukup penting untuk menjamin pemeriksaan lebih lanjut. Penghapusan sederhana dari sebuah elektron dari molekul

menghasilkan ion yang berat badannya berat molekul yang sebenarnya dari molekul asli. Ion ini adalah ion molekuler, yang sering dilambangkan dengan W. Nilai Kami di mana ion molekuler muncul pada spektrum massa, dengan asumsi bahwa ion hanya memiliki satu elektron yang hilang, memberikan berat molekul dari molekul asli. Jika Anda dapat mengidentifikasi puncak ion molekul pada spektrum massa, Anda akan dapat menggunakan spektrum untuk menentukan berat molekul zat yang tidak diketahui. Mengabaikan isotop berat untuk saat ini, puncak ion molekuler adalah puncak terberat dalam spektrum massa, itu ditunjukkan dalam presentasi grafis pada Gambar 8.3 (MLE = 153). Sebenarnya, ion molekuler adalah kation radikal karena mengandung elektron tidak berpasangan serta muatan positif.Molekul di alam tidak terjadi sebagai spesies isotopically murni. Hampir semua atom memiliki isotop yang lebih berat yang terjadi pada kelimpahan alam yang khas. Hidrogen sebagian besar terjadi sebagai H ', tapi tentang0,02% dari atom hidrogen adalah 2H isotop. Karbon biasanya terjadi sebagai 12C, tapi sekitar 1,1% dari atom karbon 13C adalah isotop yang lebih berat. Dengan kemungkinan pengecualian fluor dan elemen tambahan sedikit, hampir semua unsur lainnya memiliki persentase tertentu yang terjadi secara alami isotop yang lebih berat. Peaks disebabkan oleh ion bantalan mereka isotop yang lebih berat juga muncul dalam spektrum massa. Jumlah relatif puncak isotop tersebut sebanding dengan kelimpahan isotop di alam. Paling sering, isotop terjadi satu atau dua unit massa di atas massa atom "normal". Oleh karena itu, selain mencari ion molekul (M +) puncak, kita juga akan berusaha untuk mencari M + 1 dan M + 2 puncak. Sebagai Bagian 8.5 akan menunjukkan, jumlah relatif dari M + 1 dan M + 2 puncak dapat digunakan untuk menentukan rumus molekul dari substansi yang sedang dipelajari. Dalam Gambar 8.3, puncak isotop adalah intensitas rendah-puncak pada Kami menghargai lebih tinggi (154 dan 155) dibandingkan dengan puncak ion molekuler.Kita telah melihat bahwa sinar elektron dalam kamar pengion dapat menghasilkan ion molekuler. Balok ini juga cukup kuat untuk memecahkan sebagian obligasi dalam molekul, menghasilkan se-Ries fragmen molekuler. Fragmen bermuatan positif juga dipercepat dalam ionisasi ruang, dikirim melalui analyzer, terdeteksi, dan dicatat pada spektrum massa. Ion-ion fragmen muncul pada m / e nilai-nilai yang sesuai dengan massa masing-masing. Sangat sering sebuah ion fragmen, bukan ion induk, adalah ion yang paling melimpah yang dihasilkan dalam spektrum massa. Sebuah cara kedua menghasilkan ion fragmen ada jika ion molekuler, setelah terbentuk, sangat tidak stabil yang rontok sebelum dapat masuk ke dalam wilayah mempercepat dari ruang ionisasi. Tahan kurang dari 10-6 detik khas dalam jenis fragmentasi. Fragmen yang dibebankan kemudian muncul sebagai ion fragmen dalam spektrum massa. Banyak informasi tentang struktur suatu zat dapat ditentukan dari pemeriksaan pola fragmentasi dalam spektrum massa. Bagian 8,6 akan memeriksa beberapa pola fragmentasi untuk kelas umum dari senyawa.Ion dengan masa hidup di urutan 10-6 detik yang dipercepat di dalam ruang ionisasi sebelum mereka memiliki kesempatan untuk hancur. Ion-ion ini dapat hancur menjadi fragmen saat mereka melewati ke wilayah analisa dari spektrometer massa. Ion fragmen yang terbentuk pada saat itu memiliki-considerably energi lebih rendah dari ion normal, karena bagian tak bermuatan ion asli membawa pergi

sebagian energi yang menerima ion seperti yang dipercepat. Akibatnya, ion fragmen yang dihasilkan dalam analisa berikut sebuah jalur penerbangan normal dalam perjalanan ke

detektor. Ion ini muncul pada rasio Kami yang tergantung pada massanya serta massa ion asli dari mana ia terbentuk. Seperti ion menimbulkan apa yang disebut puncak ion metastabil dalam spektrum massa. Puncak ion metastabil biasanya puncak luas, dan mereka sering muncul di nonintegral nilai m / e. Persamaan yang berhubungan posisi puncak ion metastabil dalam spektrum massa dengan massa ion asli 

m1 + 

► m2 + + fragmen

m * =MI 

dimana * m adalah massa nyata dari ion metastabil dalam spektrum massa, m1 adalah massa ion asli dari mana fragmen yang terbentuk, dan m2 adalah massa ion fragmen baru. Sebuah puncak ion metastabil berguna dalam beberapa aplikasi, karena kehadirannya pasti menghubungkan dua puncak bersama-sama. Puncak ion metastabil dapat digunakan untuk membuktikan pola fragmentasi yang diusulkan atau untuk membantu dalam pemecahan masalah bukti struktur.

8,4 PENENTUAN BERAT MOLEKULBagian 8.1 menunjukkan bahwa ketika sinar energi tinggi elektron impinges pada aliran molekul sampel, ionisasi elektron dari molekul terjadi. Ion-ion yang dihasilkan, disebut ion molekuler, kemudian dipercepat, dikirim melalui medan magnet, dan terdeteksi. Jika ion molekul memiliki daya tahan paling sedikit 10-5 detik, mereka mencapai detektor tanpa melanggar menjadi fragmen. Pengguna kemudian mengamati rasio m / e yang sesuai dengan ion molekuler untuk menentukan berat molekul dari molekul sampel.Dalam prakteknya, penentuan berat molekul tidak cukup semudah paragraf sebelumnya menunjukkan. Pertama Anda harus memahami bahwa nilai massa dari setiap ion dipercepat dalam spektrometer massa adalah massa sebenarnya, dan tidak berat molekulnya yang diperoleh melalui penggunaan berat atom kimia. Skala kimia berat atom didasarkan pada rata-rata tertimbang dari bobot semua isotop dari elemen tertentu. Spektrometer massa dapat membedakan antara massa partikel menyandang isotop paling umum dari unsur-unsur dan partikel bantalan isotop yang lebih berat. Akibatnya, massa yang diamati untuk ion molekul massa molekul di mana setiap atom hadir sebagai isotop yang paling umum.Kedua, molekul sasaran pemboman oleh elektron mungkin pecah menjadi ion-ion fragmen. Sebagai hasil dari fragmentasi ini, spektrum massa bisa sangat kompleks, dengan puncak yang muncul pada va-riety m / e rasio. Anda harus cukup hati-hati untuk memastikan bahwa puncak dicurigai memang bahwa darimolekul ion dan bukan dari ion fragmen. Perbedaan ini menjadi sangat penting ketika banyaknya ion molekul rendah, seperti ketika ion molekuler agak tidak stabil dan fragmen mudah.Massa dari ion terdeteksi dalam spektrum massa harus diukur secara akurat. Sebuah kesalahan hanya satu unit massa dalam penugasan puncak spektrum massa dapat membuat

penentuan struktur tidak mungkin.Salah satu metode yang menyatakan bahwa puncak tertentu sesuai dengan ion molekul adalah memvariasikan en-ergy dari berkas elektron pengion. Jika energi balok diturunkan, kecenderungan ion mol-ecular untuk berkurang fragmen. Akibatnya, intensitas puncak ion molekuler harus meningkatkan dengan menurunnya potensi elektron, sedangkan intensitas puncak ion fragmen harus menurun.Fakta tertentu harus mengajukan permohonan ke puncak ion molekuler:

1. Puncaknya harus sesuai dengan ion massa tertinggi dalam spektrum, tidak termasuk isotoppuncak yang terjadi pada massa yang lebih tinggi. Puncak isotop biasanya jauh lebih rendah dari Inten-sity dari puncak ion molekuler. Pada, tekanan sampel yang digunakan dalam kebanyakan studi spektral yangprobabilitas bahwa ion dan molekul akan bertabrakan untuk membentuk partikel yang lebih berat cukup rendah. 

398 Spektrometri Massa

2. Ion harus memiliki jumlah elektron ganjil. Ketika suatu molekul terionisasi oleh elektronbalok, ia kehilangan satu elektron menjadi kation radikal. Muatan pada ion tersebut adalah satu,sehingga menjadikannya sebagai ion dengan jumlah elektron ganjil.3. Ion harus mampu membentuk ion fragmen penting dalam spektrum, khususnya-larly fragmen massa yang relatif tinggi, dengan hilangnya fragmen netral logis. Bagian 8,6akan menjelaskan proses-proses fragmentasi secara rinci.Kelimpahan yang teramati dari ion molekuler yang dicurigai harus sesuai dengan harapan berdasarkan struktur molekul diasumsikan. Zat bercabang mengalami fragmentasi sangat mudah. Pengamatan puncak ion molekuler untuk intens molekul bercabang sehingga akan menjadi tidak mungkin. Daya tahan dari ion molekul bervariasi sesuai dengan urutan umum berikut.

Senyawa aromatik> alkena terkonjugasi> senyawa alisiklik> sulfida organik>hidrokarbon bercabang> mercaptans> keton> amina> ester> eter>asam karboksilat> hidrokarbon bercabang> alkohol

Peraturan lain yang kadang-kadang digunakan untuk memverifikasi bahwa puncak diberikan sesuai dengan ion molekul adalah Aturan Nitrogen disebut. Aturan ini menyatakan bahwa jika suatu senyawa memiliki bahkan jumlah atom nitrogen (atau tidak ada atom nitrogen), ion molekul akan muncul pada nilai bahkan massa. Di sisi lain, sebuah molekul dengan jumlah ganjil atom nitrogen akan membentuk ion molekul dengan massa aneh. Aturan Nitrogen berasal dari kenyataan bahwa nitrogen, meskipun memiliki massa bahkan, memiliki aneh bernomor valensi. Sehingga, suatu atom hidrogen tambahan dimasukkan sebagai bagian dari mol-

ecule, memberikan massa aneh. Untuk membayangkan efek ini, mempertimbangkan etilamin, C2H5NH2. Zat ini memiliki satu atom nitrogen, dan massanya adalah ganjil (45), sedangkan etilenadiamina,H2N-CH2-CH2-NH2, memiliki dua atom nitrogen, dan massanya adalah bilangan genap (60).Anda harus berhati-hati ketika mempelajari molekul mengandung atom klorin atau bromin, karena ini elemenKASIH memiliki dua isotop sering terjadi. Klor memiliki isotop 35 (kelimpahan relatif = 75,77%) dan 37 (kelimpahan relatif = 24,23%); brom memiliki isotop 79 (kelimpahan relatif = 50,5%) dan 81 (kelimpahan relatif = 49,5%). Ketika elemen-elemen yang hadir, berhati-hati untuk tidak membingungkan mol-ion ecular puncak dengan puncak sesuai dengan ion molekul dengan hadiah halogen lebih berat isotop.Dalam banyak kasus bahwa Anda mungkin menghadapi dalam spektrometri massa, ion molekuler dapat diamati pada spektrum massa. Sekali Anda telah mengidentifikasi bahwa puncak dalam spektrum, masalah penentuan berat molekul terpecahkan. Namun, dengan molekul yang membentuk ion molekuler tidak stabil, Anda tidak dapat mengamati puncak ion molekuler. Ion molekul dengan daya tahan kurang dari 10-5 detik memecah menjadi fragmen sebelum mereka dapat dipercepat. Puncak hanya yang diamati dalam kasus-kasus tersebut adalah yang disebabkan oleh ion fragmen. Anda akan diwajibkan untuk menyimpulkan berat molekul zat dari pola fragmentasi berdasarkan pola fragmentasi dikenal untuk kelas tertentu dari senyawa.Alkohol mengalami dehidrasi sangat mudah. Akibatnya, ion molekuler kehilangan air (massa = 18) sebagai fragmen netral sebelum dapat dipercepat. Untuk menentukan massa alkohol mol-ion ecular, Anda harus menemukan fragmen berat dan perlu diingat bahwa mungkin perlu untuk menambah18 sampai massanya. Asetat menjalani hilangnya asam asetat (massa = 60) dengan mudah. Jika asam asetat hilang, berat dari ion molekuler adalah 60 unit massa yang lebih tinggi dari massa fragmen terberat.Asam konjugat dari senyawa oksigen dan nitrogen yang cukup stabil. Spektrum dijalankan dengan tekanan sampel lebih tinggi dari 0,5 mm Hg dapat menunjukkan puncak karena ion-molekul tabrakan. Dalam tabrakan tersebut, atom hidrogen ditransfer dari molekul untuk ion. Ion yang dihasilkan kemudian accel-erated. Karena senyawa oksigen membentuk ion oksonium cukup stabil dan senyawa nitrogen membentuk ion amonium, ion-molekul tabrakan membentuk puncak pada spektrum massa yang muncul satu unit massa yang lebih tinggi dari massa ion molekuler. Pada saat ini, pembentukan ion-molekul produk dapat membantu dalam penentuan berat molekul oksigen atau senyawa nitrogen.Teknik tambahan, seperti ionisasi lapangan dan kimia ionisasi, berguna dalam studi ion molekuler tidak stabil. Bagian 8,7 akan membahas metode ini secara rinci.Urungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjemahan alternatif. TutupGoogle Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar Global

8,5 PENENTUAN RUMUS MOLEKULA. Penentuan Precise MassaMungkin aplikasi yang paling penting dari resolusi tinggi spektrometer massa adalah penentuan berat molekul yang sangat tepat zat. Kita terbiasa berpikir atom sebagai memiliki

atom terpisahkan massa-misalnya, H = 1, C = 12, dan 0 = 16. Namun, jika kita menentukan massa atom dengan ketepatan yang cukup, kita menemukan bahwa hal ini tidak benar. Pada tahun 1923 Aston menemukan bahwa setiap massa isotop ini ditandai dengan kecil "cacat massa." Massa setiap atom sebenarnya berbeda dari nomor massa keseluruhan dengan jumlah yang dikenal sebagai fraksi kemasan nuklir. Tabel 8.2 memberikan massa sebenarnya dari beberapa atom.Tergantung pada atom yang terkandung dalam suatu molekul, adalah mungkin untuk partikel dari massa nominal yang sama memiliki massa diukur sedikit berbeda ketika penentuan yang tepat yang mungkin. Sebagai ilustrasi, sebuah molekul dengan berat molekul 60 bisa C3H80, C2H8N2, C2H402, atau CH4N2O. Spesies ini memiliki massa yang tepat berikut:Urungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjemahan alternatif. TutupGoogle Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar Global

Pengamatan ion molekul dengan massa 60,058 akan menetapkan bahwa tidak diketahuimolekul adalah C3H80. Instrumen dengan resolusi sekitar 5320 akan diperlukan untuk membedakan di antara puncak. Itu baik dalam kemampuan spektrometer massa modem, yang dapat mencapai resolusi lebih besar dari satu bagian dalam 20.000. Sebuah berat molekul justru ditentukan juga dapat memberikan informasi tentang rumus molekul suatu zat yang diteliti. (Lihat Lampiran 7.)Dalam modern, negara-of-the-art spektrometri massa laboratorium, penentuan rumus molekul dari zat yang tidak diketahui dilakukan dengan menggunakan massa yang tepat. Spectroscopist harus hati-hati, namun, karena metode ini tidak dapat digunakan jika puncak ion molekuler sangat lemah atau tidak ada.Sangat menarik untuk membandingkan ketepatan penentuan berat molekul dengan spektrometri massa dengan metode kimia yang dijelaskan dalam Bab 1, Bagian 1.2. Metode kimia memberikan hasil yang akurat hanya dua atau tiga angka penting (± 0,1 sampai 1%). Berat molekul ditentukan oleh spektrometri massa memiliki akurasi sekitar ± 0,005%. Jelas, spektrometri massa jauh lebih tepat daripada metode kimia penentuan berat molekul.

B. Rasio Isotop dataBagian sebelumnya menggambarkan sebuah metode untuk menentukan rumus molekul menggunakan data dari spektrometer massa beresolusi tinggi. Cara lain untuk menentukan rumus molekul adalah untuk menguji intensitas relatif dari puncak karena ion molekul dan ion terkait yang menanggung satu atau lebih isotop berat. Keuntungan dari metode yang disebutkan terakhir adalah bahwa hal itu jauh lebih murah. Sebuah instrumen resolusi tinggi tidak diperlukan. Metode ini, bagaimanapun, tidak khas cara seorang ilmuwan penelitian modem akan menentukan rumus molekul dari zat yang tidak diketahui. Sayangnya, puncak isotop mungkin sulit untuk menemukan dalam spektrum massa. Selanjutnya, metode ini berguna saat puncak ion molekuler sangat lemah atau tidak muncul. Hasil yang diperoleh dengan metode ini terkadang agak ambigu.Contoh etana dapat menggambarkan penentuan rumus molekul dari compari-anak dari intensitas puncak spektrum massa ion molekul dan ion bantalan berat iso-topes. Etana, C2H6, memiliki berat molekul 30 ketika mengandung isotop yang paling umum dari karbon dan hidrogen. Puncak ion molekul akan muncul di posisi dalam spektrum corre-sponding untuk massa 30. Kadang-kadang, bagaimanapun, sampel etana menghasilkan molekul yang salah satu atom karbon adalah isotop berat karbon, 13C. Molekul ini akan muncul dalam spektrum massa pada massa 31. Kelimpahan relatif dari 13C di alam adalah

1,08% dari atom 12C. Dalam jumlah besar molekul dalam sampel gas etana, baik dari atom karbon dari etana akan berubah menjadi atom 13C 1,08% dari waktu. Karena ada dua atom karbon dalam etana, sebuah mol-ecule massa 31 akan muncul (2 x 1,08) atau 2,16% dari waktu. Dengan demikian, kita akan mengharapkan untuk mengamati puncak massa 31 dengan intensitas 2,16% dari intensitas puncak ion molekuler. Massa 31 puncak disebut M + I puncak, karena massanya adalah satu unit lebih tinggi dari ion molekuler.Anda mungkin menyadari bahwa sebuah partikel dari massa 31 dapat membentuk dengan cara lain. Jika atom deuterium, 2H, digantikan salah satu atom hidrogen dari etana, molekul juga akan memiliki massa 31. The nat-kelimpahan alamnya deuterium hanya 0,016% dari kelimpahan 1H atom. Intensitas M + 1 puncaknya adalah (6 x O.016) atau 0,096% dari intensitas puncak ion molekuler, jika kita hanya mempertimbangkan kontribusi karena deuterium. Ketika kita menambahkan kontribusi untuk orang-orang dari 13C, kita memperoleh intensitas yang diamati dari M + 1 puncak, yang merupakan 2,26% dari intensitas puncak ion molekuler.Sebuah puncak massa 32 dapat terbentuk jika kedua atom karbon diganti dengan atom 13C secara bersamaan. Probabilitas bahwa sebuah molekul formula 13C2H6 akan muncul dalam sampel alami etana adalah (1,08 x1,08) / 100, atau 0,01%. Sebuah puncak yang muncul dua unit massa yang lebih tinggi dari massa puncak ion molekuler disebut M + 2 puncak. Intensitas puncak M + 2 dari etana hanya 0,01% dari intensitas puncak ion molekuler. Kontribusi karena dua atom deuterium menggantikan atom hidrogen akan menjadi (0,016 x 0,016) / 100 = 0,00000256%, sebuah, diabaikan amount.1 Untuk membantu dalam penentuan rasio ion molekul M + 1, dan M + 2 puncak, Tabel 8.3 berisi daftar kelimpahan alami beberapaUrungkan pengeditanBaru! Klik kata di atas untuk mengedit dan melihat terjemahan alternatif. TutupGoogle Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar Global

umum unsur-unsur dan isotop mereka. Dalam tabel ini, jumlah relatif dari isotop dari setiap elemenment dihitung dengan menetapkan kelimpahan isotop paling umum sebesar 100.Untuk menunjukkan bagaimana intensitas dari + M + 1 dan M 2 puncak memberikan nilai unik untuk rumus molekul tertentu, pertimbangkan dua molekul massa 42, propena (C31-16) dan diazomethane(CH2N2). Untuk propena, intensitas puncak M + 1 harus (3 x 1,08) + (6 x 0,016) = 3,34%, dan intensitas puncak M + 2 harus 0,05%. Kelimpahan alami dari isotop 15N dari ni-trogen adalah 0,38% dari kelimpahan atom 14N. Dalam diazomethane, kami berharap intensitas relatif dari puncak M + 1 menjadi 1,08 + (2 x 0,016) + (2 x 0,38) = 1,87% dari intensitas puncak ion molekuler, dan intensitas dari M + 2 puncak akan menjadi 0,01% dari intensitas puncak ion molekuler.