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SPETTROMETRIA DI MASSA, ., ., ., . - Coggle Diagram
SPETTROMETRIA DI MASSA
Produce, separa e rileva specie ioniche in fase gassosa. Il tutto viene svolto in tre passaggi:
IONIZZAZIONE = il campione viene portato in fase gassosa e gli viene sottratta o aggiunta carica elettrica
FRAMMENTAZIONE = lo ione molecolare appena formato si decompoene in frammenti più piccoli, in modo caratteristico per ogni specie chimica
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Nello spettro i frammenti compaiono in funzione del rapporto massa/carica sull'asse x e della loro abbondanza percentuale sull'asse y
PICCO BASE = quello ad intensità più alta in tutto lo spettro = corrisponde al frammento presente in maggiore quantità
Se la sorgente è HARD il picco molecolare può mancare del tutto in quanto lo ione molecolare è troppo instabile e la molecola si frammenta completamente
Quando la sorgente è SOFT invece possono comparire addotti (M+1 o M-1)
PICCHI SATELLITI = piccoli picchi che nascono dalla distribuzione isotopica degli elementi, da contaminazioni del campione o da artefatti strumentali
PICCO MOLECOLARE = quello che corrisponde allo ione molecolare M+ e quindi alla massa della molecola intatta
identificazione
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REGOLA DI PARITA' DELL'AZOTO = la massa molecolare è pari se la molecola contiene numero parti di atomo di azoto, dispari se ne contiene un numero dispari
PERDITA DI IDROGENO = un picco a (M-4) cioè la perdita di quattro atomi di idrogeno, si osserva raramente
PICCHI ISOTOPICI = ioni con la stessa formula chimica ma diversa composizione isotopica. La loro abbondanza relativa dipende dall'abbondanza isotopica naturale degli atomi della molecola
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Uno spettrometro di massa è una catena di blocchi in serie. Il campione entra attraverso il SISTEMA DI INTRODUZIONE, raggiunge la SORGENTE IONICA dove viene ionizzato e frammentato, passa nell'ANALIZZATORE DI MASSA che separa gli ioni in base al rapporto m/z e finisce nel RIVELATORE, che trasforma il segnale ionico in segnale elettrico.
Tutto il percorso degli ioni, dalla sorgente al rivelatore, avviene sotto alto vuoto = a pressione atmosferica le molecole d'aria urterebbero continuamente gli ioni, deviandoli dalla traiettoria o neutralizzandoli: niente fascio ionico, segnale inutilizzabile
In questo intervallo il libero cammino medio degli ioni — la distanza media che uno ione percorre prima di subire un urto — diventa abbastanza lungo da attraversare l'analizzatore e raggiungere il rivelatore senza collisioni significative
Il sistema di introduzione ha un doppio compito: far entrare la minima quantità necessaria di campione senza compromettere il vuoto con perdite di pressione significative
La scelta della sorgente ionica determina il GRADO DI FRAMMENTAZIONE e quindi il tipo di informazioni che otteniamo dallo spettro
SORGENTI A FASE GASSOSA (HARD) vaporizzano il campione e poi lo ionizzano, producono frammenti piccoli e molte informazioni strutturali
IONIZZAZIONE CHIMICA = le molecole gassose del campione vengono ionizzate per collisione con ioni in un gas reagente in grande eccesso
Questo meccanismo può avvenire tramite tre vie
- trasferimento di protone
- trasferimento di ioduro
- addizione
SORGENTI A DESPORBIEMNTO (SOFT) convertono direttamente il campione in fase condensata in ioni gossosi, senza vaporizzazione preliminare
Mostrano un picco molecolare intenso e altri picchi satelliti
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IONIZZAZIONE ELETTROSPRAY (ESI) una soluzione viene pompata attraverso un ago capillare, formando goccioline cariche. L'evaporazione del solvente aumenta la densità di carica fino alla rottura della gocciolina: si formano così ioni, spesso di carica multipla
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RILEVATORI: rilevano l'impatto degli ioni sperati e amplificano il segnale elettrico associato, trasformandolo in qualcosa di misurabile e registrabile
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RIARRANGIAMENTI
atomi oi gruppi di atomi migrano all'interno dello ione molecolare prima o durante la scissione
RIARRANGIAMENTO DI MacLafferty = coinvolge un eteroatomo in un doppio legame e una catena laterale abbastanza lunga con almeno un idrogeno in posizione 3 rispetto all'eteroatomo.
Il meccanismo passa per uno stato di transizione a sei termini, con due eventi simultanei:
- trasferimento dell'idrogeno in posizione 3
- rottura del legame 1-2
Questo provoca la perdita di un'olefina neutra e la formazione di uno ione figlio che incorpora l'idrogeno trasferito = nello spettro il picco compare a M - massa olefinica
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