Кск они поняли что содержание пропана 30%. Что представляет собой этот график?
Это масс-спектр. Ранее в главе показывалось, как он устроен. Детектор определяет, какие частицы до него доходят и создает этот спектр. По оси x откладывается соотношение m/z для конкретного иона, а по оси y — интенсивность пика. Интенсивность это по сути то, как много частиц с конкретным значением m/z попало в детектор.
Это не совсем содержание пропана и они не имели ввиду это. В масс-спектр кладется сам пропан, то есть кроме него там ничего нет. После ионизации молекулы пропана ломаются и попадают в детектор. То, что они хотели сказать — даже если ты исследуешь пропан, это не значит, что в детектор больше всего будет попадать ион пропана. В этом примере больше всего попадал ион со значением m/z = 29. Пик с наибольшей интенсивностью называется base peak. Поскольку он самый большой, мы решили взять его как 100% и интенсивности остальных пиков выражать относительно этого пика в процентах. То есть, 30% интенсивность пика с ионом пропана означает, что количество ионов пропана, которые попали в детектор, составляет 30% от количества ионов с m/z = 29. Само значение они взяли просто посмотрев на значение по y-оси.
Немного про масс-спектрометрию:
Вообще, в масс-спектрометрии разделение основывается на том, что магнитная сила действующая на ионы направлена под углом 90^\circ к направлению движения заряженной частицы. Это означает, что заряженные частицы будут двигаться по кругу. Тогда возникает вопрос — от чего зависит радиус круга?
Магнитная сила по сути единственная сила, которая действует на частицы, потому что для них сила тяжести почти нулевая. Это значит, что магнитная сила — результирующая сила, а второй закон Ньютона гласит, что результирующая сила связана с ускорением тела: F_\text{R} = ma. Центростремительное ускорение (другого ускорения) в круговом движении можно выразить, как v^2/r. Заряд частицы можно выразить, как ze, где e — элементарный заряд, а z — целое число (+1, например).
\begin{gathered}
F_\text{M} = Bqv = zBev = F_\text{R} = m \frac{v^2}{r} \\
r = \frac{m}{z} \frac{v}{Be}
\end{gathered}
Сила магнитного поля поля для всех частиц одна, скорость у них примерно одна, поэтому ключевое, что помогает отличить одну частицу от другой — это соотношение m/z. (Частицы с разным соотношением m/z будут иметь разные радиусы, то есть разную траекторию.) Поскольку z почти всегда равно 1, мы можем судить о массах частиц по масс-спектру.
2 лайка
Аа, вот оно что. Спасибо
У меня тут повились вопросы, а как цикло - соединения будут ломаться? Например возьмем метилциклогексана? Или этилциклопентана?
Да, будут. Вот спектры:
Но в отличие от нециклических соединений, они ломаются меньше. Это можно понять по тому, что base peak у циклогексана соответствует молекулярному иону. В других двух соединениях тоже base peak соответствует циклическому иону — метиловая и этиловая группы легко отщепились, а дальше уже не так легко. Но они все равно ломаются, потому что мы видим и другие пики.
В циклогексане, например, есть пик с m/z = 56, который соответствует формуле \ce{C4H8}. Мне кажется, вполне возможно, что он образовался таким образом:
Тогда мы можем объяснить, почему у пика с m/z=28 не такая большая интенсивность — незаряженная частица не доходит до детектора, потому что на нее не действует магнитная сила и траектория остается неизменной. Этот же пик есть и в других двух спектрах.
Есть еще пик с m/z = 69, что может быть катионом циклопентана. Каждый пик со значением m/z меньше, чем у молекулярного иона является отломанным куском от начальной молекулы.
2 лайка
понял, спасибо!
Кстати что очень важно понимать - это количество не обязательно пропорционально массовой/мольной доли (или концентрации) вещества. Некоторые вещества ионизируются легко, некоторые сложно. Первые дадут более интенсивные пики.
Поэтому масс-спектрометрия это качественный метод анализа. наверное, без потери общности, можно сказать что это не количественный метод анализа, но вроде бы с особо мудреными и точными аппаратами можно и какую-то информацию о количестве получить. Хотя обычно используют для этого LC-MS.
4 лайка