Geum.ru

Масс-спектрометрия и резонансные методы. Часть I. Методы масс-спектрометрии

Вид материалаДокументы

Содержание


V в масс-спектрометре снижается в ходе эксперимента, а напряженность магнитного поля H
V в масс-спектрометре повышается в ходе эксперимента, а напряженность магнитного поля H
Подобный материал:
1   2
часть I.

1. Какие методы ионизации используются в масс-спектрометрии ?

Почему используются разные методы?

2. Что такое масс-спектр? Какие типы ионов наблюдаются в масс-

спектрах?

3. Что называется разрешающей силой масс-спектрометра R и как она

определяется ?

4. Что называется чувствительностью масс-спектрометра S , от каких

факторов она зависит ?

5. Назовите возможные области применения масс-спектрометрии ?

6. Приведите принципиальную схему масс-спектрометра.

7. Каковы на Ваш взгляд преимущества хромато-масс-

спектрометрического метода по сравнению с классической масс-

спектрометрией ?

8. Приведите принципиальную блок - схему хромато-масс-спектрометра.

9. Чем вызвана необходимость использования молекулярных сепараторов в

хромато- масс-спектрометрах?

10. Почему комбинация двух независимых методов “хроматографии“ и

“масс-спектрометрии “ , приведшая к созданию нового метода

“хромато-масс-спектрометрии “ , значительно облегчила проведение

биохимических и фармакологических исследований, допинг-контроля ?

11. Какова чувствительность хромато-масс-спектрометрии? Приведите

примеры использования этого метода.

12. В каких методах ионизации и зачем используются реактант-газы ,

приведите примеры.

13. Почему в методе хромато-масс-спектрометрии применяются газы-

носители? Назовите какие.

14. К какой группе методов относится масс-спектрометрия?

15. В чем различие между “масс-спектром” и “масс-спектрометром”?

16. Какие из перечисленных методов ионизации, применяемых в масс-

спектрометрии ( метод электронного удара, поверхностная ионизация,

химическая ионизация ,фото-ионизация ,ионизация лазером )

являются мягкими способами ионизации ?

17. В чем заключаются достоинства “тандемной масс-спектрометрии”?

18. Необходим ли подбор газов носителей и газов реактантов при

хромато-масс-спектральном анализе разных классов соединений ?

19. Для разделения ионов по отношению m/e в магнитных масс-

спектрометрах применяют комбинацию электрического и поперечного

магнитного полей. Могут ли быть разделены ионы без магнитного поля ?

Как это осуществить?

20. Каким должно быть разрешение масс-спектрометра , чтобы в масс-

спектре отдельно зарегистрировать ионы CO+ и N2+ ?

21. Почему при графической записи масс-спектра расстояние между

соседними пиками уменьшается по мере увеличения масс

регистрируемых ионов?

22. Если ускоряющий ионы потенциал V в масс-спектрометре снижается в

ходе эксперимента, а напряженность магнитного поля H остается

постоянной, то пик с большим или меньшим m/e будет зарегистрирован

в масс-спектре первым?

23. Ион (C4H9+) является метастабильным и, не доходя до коллектора

ионов, распадается на участке траектории между областью ионизации и

магнитным анализатором по уравнению:

(C4H9+) (C3 H5+) + C H4 .

Ион с какой эффективной массой m* будет зарегистрирован в масс-

спектре?

24. Возможно ли определение изменения энтропии и потенциала Гиббса

(∆ S и ∆ G ) различных реакций только из масс-спектральных данных ?

25. Каковым должно быть разрешение масс-спектрометра, чтобы в масс-спектре были отдельно зарегистрированы ионы 12CH4+ и 13CH3+ , (13C 16O)+ и (12C17O)+ ?

26. Если ускоряющий ионы потенциал V в масс-спектрометре повышается

в ходе эксперимента, а напряженность магнитного поля H остается

постоянной, то пик с большим или меньшим m/e будет зарегистрирован

в масс-спектре первым ?


9. Рекомендуемая литература:

Основная:

1. Л .В. Вилков, Ю.А. Пентин. Физические методы исследования в химии.

- М.: Мир -2003- 683 c.

2. Л.В.Вилков, Ю.А. Пентин. Физические методы исследования в химии.

- М.: Высшая школа -1987- 367 c.

3 В. Г.Заикин, А.В.Варламов, А.И.Микая, Н.С.Простаков. Основы масс-

спектрометрии органических соединений- М: МАИК ”Наука “/ Интерпериодика -2001-287 с.

4. Е.Н.Колосов. Методические рекомендации по изучению курса “Физические

методы исследования“, часть I.- М., Изд-во РУДН - 1995- 40 с.


Дополнительная:


1. П.Б. Терентьев. Масс-спектрометрия в органической химии.- М.: Высшая

школа-1979-223 с.

2. Дж.Чепмен. Практическая органическая масс-спектрометрия. -M.: Мир-

1988-216 с.

3. Л.Н.Сидоров, М.В.Коробов, Л.В.Журавлева. Масс-спектрометрические

термодинамические исследования. М.: Изд-во МГУ-1985- 208с.

4. Л.Н.Горохов. Масс-спектрометрия в неорганической химии.-М.: Знание-

1984- 214 с.


10.ПРИЛОЖЕНИЯ


Приложение 1.

Стабильные изотопы некоторых элементов периодической системы.

Порядковый номер в периодической системе
Элемент
Масса изотопа
Природная распространенность,

%
Точная масса,

а.е.м

1

3


6


7


8


9


14


15


16


17


19


29


47


79


80
H

Li


C


N


O


F


Si


P


S


Cl


K


Cu


Ag


Au


Hg
1

6

7

12

13


14

15


16

17

18


19


28

29

30


31


32

33

34

36


35

37


39

40

41


63

65


107

109


197


196

198

199

200

201

202

204
99,9850

7,42

92,58

98,893

1,107


99,6337

0,3663


99,7587

0,0374

0,2039


100


92.21

4.70

3.09


100


95.0064

0.760

7.22

0.0136


75.529

24.471


93.1082

0.0118

6.88


69.09

30.91


51.35

48.65


100


0.146

10.02

18.84

23.13

13.22

29.80

6.85



1,00797


6,015126

7,016005


12,00000

13,003354


14,003074

15,000108


15,994915

16,999133

17,999160


18,998405


27.976927

28.976491

29.973761


30.973763


31.972074

32.971460

33.967864

35.967091


34.468854

36.965896


38.963714

39.964008

40.961835


62.929594

64.927786


106.904970

108.904700


96.966552


195.965822

197.966769

198.968456

199.968344

200/970315

201/970630

203.973482



Приложение 2. Таблица дуплетов масс.



Дуплет
Разность масс ∆ М X 10 3



7 Li -14 N++

14,43

12CH2 – 14N
12,564

12CH4 -16O
36,371

14NH2- 16O
23,794

14NH3 - 16OH
23,661

12CH3 - 27Al
42,35

12CH4 – 14N2
25,170

14N2 - 12C16O
11,273

12C19F- 31P
24,4

16O2 – 32S
17,716

12C3H- 37Cl
42,08

12C3H4 - 40Ar
67,93

12C16O2 - 12C32S
18,94

12C3H8 - 14N16O
61,76

12C4- 32S16O
33,182

12C4H6 - 54Fe
106,56

12C4H8 - 56Fe

127,13

12C4H10 -58Ni
137,12

12C3H4 - 64 Zn
98,23

12C3H8 - 12C32S2
87,326

31PH-32S
9,510



Приложение 3.


Некоторые универсальные физические постоянные и переходные множители.


Элементарный заряд (e) - 1.602∙10-19 Кл


Масс покоя электрона (m) - 9.11∙10-31 кг.


Постоянная Планка (h ) - 6.6256∙10-34 Дж∙ с


Постоянная Больцмана (k ) - 1.3805∙10-23 Дж/K


Число Авогадро (NA) - 6.022∙1026 кмоль-1


О

1 см = 10 -8 А


1 кал.. = 4.184 Дж


1 л ∙ атм. = 101.325 Дж. = 24.2173 кал.


1 eB =1.6021 ∙ 10-12 эрг. = 96.485 кДж/моль


2/303 R = 19/148 Дж/моль


1 м-1 соответствует 0.11972 кДж/моль


Приложение 4. Этапы развития масс-спектрометрии.



Дата
Автор, событие



1897 г.
Дж.Дж.Томсон- основополагающие работы по создание первого масс-спектрометра

1910 г.
Ф. Астон, А.Демпстер-

первый масс-спектрограф

1918 г.
А.Демпстер – создание первого магнитного масс-спектрометра

1940-1947 гг.
Альфред Нир- разработка общепринятой модели ионног источника с электронной бомбардировкой.

1946 г.
У.Стивенс- предложена концепция время-пролетных масс-спектрометров.

Середина 1950 х гг.

В.Пол- разработка квадру-

польного масс-спектрометра

Конец 1950 х гг..
Соединены масс-спектрометр и хроматограф, первые промышленные приборы.

1960
Соединены ЖХ и МС



1966
М.Мансон, Ф.Филд- создан метод химической ионизации (ХИ).

1960 е

Разработаны принципы метода тандемной масс-спектрометрии.