Masspektrometri
Masspektrometri omvandlar provets partiklar till joner och separerar dem efter mass-till-laddningsförhållande. Spektrumet kan ge information om isotopsammansättning, molekylmassa och molekylstruktur.
- Nivå 2
Förstå → Se exempel → Träna
Förstå
Jonisering
För att kunna påverkas och detekteras i masspektrometern behöver analyten finnas som joner i gasfas. Olika joniseringsmetoder är olika hårda och kan ge allt från relativt intakta molekyljoner till omfattande fragmentering.
Mass-till-laddningsförhållandet m/z
Massanalysatorn separerar joner efter m/z, alltså jonens massa dividerad med dess laddningstal. För en enkelt laddad jon är m/z numeriskt nära jonens massa i atommassenheter, men detta gäller inte generellt för flerfaldigt laddade joner.
Masspektrum
Ett masspektrum visar signalintensitet som funktion av m/z. Den högsta toppen kallas bastopp och sätts ofta till 100 procent relativ intensitet. Andra toppar visar joner som förekommer i mindre mängd.
Isotoper
Grundämnens naturliga isotoper ger karakteristiska toppmönster. Isotopfördelningar kan därför hjälpa till att identifiera vilka grundämnen som ingår och kan användas för att förstå varför atommassor i periodiska systemet inte alltid är heltal.
Fragmentering och struktur
När molekyler fragmenteras kan vissa bindningar brytas lättare än andra. Fragmentens m/z-värden ger därför ledtrådar om molekylens struktur, men tolkningen kräver kemisk kunskap och ofta jämförelse med referensspektra.
Kvantitativ användning
Masspektrometri kan även användas kvantitativt om signalen kalibreras mot kända standarder, ofta tillsammans med kromatografisk separation. Då kan mycket låga halter bestämmas i komplexa prover.
Exempel
Exempel: isotopmönster för klor
- Klor förekommer främst som isotoperna ³⁵Cl och ³⁷Cl.
- En molekyl som innehåller klor kan därför ge toppar som skiljer två massenheter.
- Det relativa toppmönstret kan ge stöd för att klor finns i molekylen.
- Masspektrumet tolkas tillsammans med annan information snarare än som en ensam 'fingeravtrycksbild'.
Så gör du
- 1Bestäm vilken typ av jonisering som använts och om molekyljonen förväntas synas.
- 2Läs av relevanta m/z-värden.
- 3Leta efter isotopmönster och möjliga molekyljoner.
- 4Tolka viktiga fragment utifrån möjliga bindningsbrott.
- 5Jämför med struktur, standard eller referensdata innan slutlig identifikation.
Vanliga misstag
Vanligt misstag
m/z är alltid exakt samma sak som molekylmassa.
Bättre
m/z beror både på jonens massa och laddning.
För enkelt laddade joner är värdena ofta numeriskt nära varandra.
Vanligt misstag
Den högsta m/z-toppen är alltid molekyljonen.
Bättre
Molekyljonen kan saknas eller ha låg intensitet beroende på joniseringsmetod och fragmentering.
Spektrumet måste tolkas kemiskt.
Vanligt misstag
Bastoppen är alltid den tyngsta jonen.
Bättre
Bastoppen är den mest intensiva toppen, inte nödvändigtvis den med högst massa.
Den används som referens för relativa intensiteter.
Fundera
Varför blir en strukturbestämning säkrare om masspektrometri kombineras med andra analysmetoder?
Träna
Övning
En jon har massa 100 u och laddning +2. Vilket m/z-värde får den idealiserat?
Sammanfattning
- Masspektrometri analyserar joner efter m/z.
- Joniseringsmetoden påverkar hur mycket provet fragmenteras.
- Isotopmönster kan ge information om grundämnessammansättning.
- Fragment kan ge ledtrådar om molekylstruktur.
- Masspektrometri kan kombineras med separation och kalibrering för mycket känslig kvantitativ analys.
Relaterade genomgångar
Fortsätt med något som hänger ihop med den här genomgången.
Kvalitativ & kvantitativ kemisk analys
Skilj mellan att identifiera ämnen och att bestämma deras mängd och förstå hur en kemisk analys byggs upp.
Läs genomgångenSpektrofotometri
Bestäm koncentration genom att mäta hur mycket ljus ett prov absorberar vid en vald våglängd.
Läs genomgången