第14章质谱分析方惠群版
质谱分析原理ppt课件.ppt
CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH3 CH3
43 H3C 29 H3C 15 CH3
CH2 CH2
CH2 CH2 CH3
CH2
CH2 CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
三、α―断裂
BAZ
R CH2 OH R CH2 OR' R CH2 NR'2 R CH2 SR'
39 51 65 77
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
CH2 CH2 CH2 CH3
CH2CH2CH3
m/z=134
m/z=39 HC
m/z=65 CH
HC
CH
CH2 m/z=91
m/z=91
H2 C
CH2 CH H CH3
CH2 HC
四极杆质量分离器
二、仪器与结构
三、联用仪器
仪器内部结构
联用仪器( THE GC/MS PROCESS )
1.0 DEG/MI
N
HEWLET 5972A PTACKAR D
Mass Selective Detector
Sample
DC AB
Sample
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
BCD• + A +
B• + A +
ABCD+
CD• + AB +
A•+ B+
碎
片
D• + C + 离
质谱法专业知识课件
在离子源内,用电加热铼或钨旳灯丝到2023℃,产生高速电子 束,其能量为10~7OeV。当气态试样由分子漏入孔进入电离室 时,高速电子与分子发生碰撞,若电子旳能量不小于试样分子 旳电离电位,将造成试样分子旳电离。
碎片离子可用于有机化合物旳构造鉴定
优点: 1)稳定, 质谱图再现性好,便于计算机检索及比较; 2)离子碎片多,可提供较多旳分子构造信息。 缺陷:
4)基质辅助激光解吸离子源(MALDI)
原理:是用激光照射样品与基质形成旳共结晶薄膜,基质从 激光中吸收能量传递给样品,从而使样品解吸和电离旳过程。 它是一种软电离技术,合用于混合物及生物大分子旳测定。
(3)质量分析器
质谱仪旳质量分析器位于离子源和检测器之间。
作用 :过滤
质量分析器旳主要类型有:磁分析器、飞行时间质量分 析器、离子阱质量分析器和四级杆质量分析器等。
质谱能做什么?
定性:化合物旳构造。 定量:混合物旳各构成含量。 领域:化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料、能源 等。
质谱分析法旳特点
➢(1)应用范围广。测定样品能够是无机物,也能够是有 机物。被分析旳样品能够是气体和液体,也能够是固体。 ➢(2)敏捷度高,样品用量少。目前有机质谱仪旳绝对敏 捷度可达50pg(pg为10−12g),无机质谱仪绝对敏捷度可 达10−14 g。用微克级样品即可得到满意旳分析成果。 ➢(3)分析速度快,并可实现多组分同步测定。 ➢(4)与其他仪器相比,仪器构造复杂,价格昂贵,使用 及维修比较困难。对样品有破坏性。
在一般有机分子鉴定时,能够经过同位素离子峰相对强度之 比来拟定其元素构成。
➢例如:CH4 M=16
➢12C+1H×4=16
M
➢13C+1H×4=17 M+1
《质谱解析》课件
同位素比值测定
原理
通过测量同位素离子(具有相同质量但不同核素)的相对丰度,确定元素的同 位素组成。
应用
用于研究地球化学过程、OGUE
质谱解析实例
有机化合物的质谱解析
有机化合物的质谱解析是质 谱技术的重要应用之一,通 过解析有机化合物的分子结 构和组成,为化学、药物、 食品等领域的研究提供有力 支持。
对于低浓度样品或痕量成分的检测,质谱技术可 能存在灵敏度不足的问题,需要更高级的仪器和 优化方法来提高检测下限。
数据分析
质谱数据的解析和处理需要专业的知识和技能, 对于非专业人士来说可能存在一定的难度。
质谱技术的新发展
高分辨质谱
高分辨质谱能够提供更高的分辨率和更精确的质量测量,有助于更 准确地鉴定和区分不同成分。
质谱解析
目录
• 质谱技术概述 • 质谱仪器的组成与操作 • 质谱解析方法 • 质谱解析实例 • 质谱技术的挑战与展望
01
CATALOGUE
质谱技术概述
质谱技术的原理
01
02
03
离子化
通过电离或化学方式将样 品分子转化为带电离子。
质量分析
利用电场和磁场使离子根 据质量/电荷比值进行分离 。
检测与记录
环境样品的质谱解析主要依赖于气相色谱-质谱联 用、液相色谱-质谱联用等技术,通过这些技术可 以检测环境中的有机污染物、重金属、放射性物 质等,并确定其浓度和来源。
未来发展:随着质谱技术的不断发展,环境样品 的质谱解析将更加灵敏、准确,有望在更广泛的 领域发挥重要作用。
生物样品的质谱解析
01
生物样品的质谱解析是利用 质谱技术对生物体内的物质 进行定性和定量分析,为生 命科学和医学研究提供有力 支持。
质谱原理学习(通俗版)精选全文
8-2 质谱仪器原理
质谱过程
高速电子 撞击 气态分子 得到 阳离子
顺序谱图
按质荷比m/z
导 入
质量分析器
峰位置
峰强度
定性分析 结构分析
定量分析
8-2 质谱仪器原理
仪器构造
真空系统
进样 系统
离子源
质量 分析器
检测器
1.间歇式进样 2.直接进样 3.气相色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
➢分子离子:样品分子失去一个电子电离所产生的离子。
8-2 质谱仪器原理
2、离子源(电离室)
场致电离源 (Field Ionization; FI)
电压:7-10 kv;d < 1 mm; 强电场将分子中拉出一个电子; 分子离子峰强;碎片离子峰少; 不适合化合物结构鉴定;
场解析电离源(Field Desorption Ionization; FD)
四极滤质器 (Quadrupole Mass Filter, QMF)
➢ 只有合适质荷比的离子(共振离子)才能通过电极间隙 而进入检测器;
➢ 采用电压扫描或频率扫描,就可检测出不同质荷比的离子。
✓ 电压扫描:保持直流电压和射 频电压的比值及射频频率不变, 改变直流和射频电压的大小。
✓ 频率扫描:保持电压不变改变 射频电压的频率。
8-2 质谱仪器原理
2、离子源(电离室)
离子源是质谱仪的心脏,作用主要是将试样中的原子、 分子电离成离子,并使离子加速、聚焦为离子束,离子束 通过狭缝进入质量分析器。 其性能影响质谱仪的灵敏度和分辨率。
➢ 硬电离方法:给样品较大能量的电离方法, 适用于难电离的稳定物质。
➢ 软电离方法:给样品较小能量的电离方法, 适用于易破裂或易电离的样品。
质谱分析完整版.ppt
Mass Spectrometry,MS
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分子
质谱分析
1
质谱发展史
2
质谱分析的过程与原理
3
质谱分析仪的操作
4
质谱分析的应用与分类
质谱发展史
• 质谱仪的发展史 • 1912年: 世界第一台质谱装置 • 40年代: 质谱仪用于同位素测定 • 50年代: 分析石油 • 60年代: 研究GC-MS联用技术 • 70年代: 计算机引入
量约70eV),撞击使分子电离形成正离子; • M —— M+ + e
• 或与电子结合,形成负离子 • M + e —— M—
电子电离源(electron ionization EI) 化学电离源(chemical ionization CI) 快原子轰击(fast atom bombardment FAB) 电喷雾源(electronspray ionization ESI) 大气压化学电离(atmospheric pressure chemical ionization APCI) 基质辅助激光解吸电离(matrix assisted laser Desorption ionization MALDI)
鸣谢!!
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过程与原理
质谱法是一种按照离子的质核比(m/z)大 小对离子进行分离和测定的方法。
过程与原理
进样系统
离子源 质量分析器
检测器
过程与原理
1、进样 化合物通过汽化引入离子化室;
气体——直接导入或用气相色 谱进样
液体——加热汽化或雾化进样 固体——用直接进样探头
过程与原理
• 2、离子化 • 在离子化室,组分分子被一束加速电子碰撞(能
质谱分析法PPT课件
离子的类型 1.分子离子峰:
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成 的离子,叫分子离子 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定,质谱中位于质荷比最高 位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰,应处在质 谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强,是因为生成了稳定的羟基 离子 m/z107;苄醇也有M-2 ,M-3的峰,强度较弱,苯酚的M-1是弱峰。 酚的裂解如下:
H O┐ rH
┐
O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO
┐
或
H
┐
H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰,还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M(CHO),即m/z79的峰是基峰。酚有M-28(m/z66)和 M-29(m/z65)的弱峰。
同部分碎片峰,可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来,再利
用质谱数据,将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC:善于分离,不善于定性 • MS:善于定性,不善于分离 • GC-MS:分离,定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键,脱离一个游离基 重排开裂— 有两个键断裂,一个氢原子发生转移,
脱去一个中性分子 复杂开裂— 几个键开裂,并有氢原子的转移 双重重排— 有两个氢的转移
质谱分析技术原理与应用PPT模板课件
第3 章质量分析器
3.2傅里叶变换离子回旋共振质量分析器
3.2.1 质量分析器 3.2.2 离子回旋运动 3.2.3 离子阱内实际的离子运动 3.2.4 离子激发与检测 3.2.5 离子检测的模式 3.2.6 操作模式 3.2.7 质量分辨能力 3.2.8 捕获电压影响下的质量检测极限
A
C
E
3.2 傅里叶变换离子
3.4 四极杆与四极
3.6 质量分析器的
回旋共振质量分析 器
离子阱质量分析器
选择与应用
B
D
F
17
第3章质量分析器
参考文献
18
第3 章质量分析器
3.1扇形磁场质量分析器
3.1.1磁场单聚焦质量分析器 3.1.2磁场双聚焦质量分析器 3.1.3双聚焦质谱仪的串联质谱分析
19
40
第7 章质谱数据解析
7.3软电离法谱图解析
7.3.1带多电荷谱图分析 7.3.2软电离电喷雾电离的串联质谱分析谱图
41
第8章定量 分析
8.1定量专一性
8.2灵敏度、检测限与校准曲线
3. 使用质谱进行定量分析的方法 1. 外标法
2. 标准加入法 3. 同位素内标法 4. 同位素标定定量法 8.4分离与质谱技术的结合对定量分析的重要性及注意事 项 参考文献
38
第7 章质谱数据解析
7.1质谱数据介绍
7.1.1整数质量、精确质量、单一同位素质量 7.1.2同位素含量与分布、平均质量 7.1.3质量分辨率对谱图/质量准确度的影响
39
第7 章质谱数据解析
7.2电子轰击电离谱图解析
7.2.1电子轰击电离谱图简介 7.2.2氮规则与不饱和键数量规则 7.2.3谱图解读的简易指导原则
质谱分析shanv学习.pptx
多电荷离子峰
• 某些非常稳定的离子可以失去两个或两个以上的电子,
这时在m/ze位置出现多电荷离子峰。
%
100 0
717.2 717.7
718.2 718.7
H2N O H
NC OO
H NO
O CO
OO H3C C N
664-1H Da +
M W 1432
HO ON OC
OH
106 Da +
CN OO H
7
第8页/共28页
C3H6O2 CH3-CH2-COOH
MW 74
H3C
p1
O H2 C C OH
p1 p2
p2
m/z 74
H3C CH2
O C OH
m/z 45
O
H2 H3C C C
OH
m/z 57
第9页/共28页
分子离子的断裂规律除了与离子源类型有关外, 主要与分子的结构有密切关系。
通常主要碎片离子峰(及相对强度)为分子结构 的解析提供手段。
第11页/共28页
丰度比
100﹕0.02 100﹕1.12
CH4 12C1H4、12C1H32H1或12C1H22H2 、 12C1H12H3 、 12C2H4 、 13C1H4、13C1H32H1或13C1H22H2 、 13C1H12H3 、 13C2H4 、 由于同位素的存在,可以看到比分子离子
100
O
100
OH O
N
O
0
[M-H]-
270 [M+H]+
272
308
252
292 310
m/z
150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 268
《质谱分析方惠群版》课件
质谱分析的应用领域
生物医药
质谱分析在生物医药领域中广泛应用,包括药物研 发、蛋白质组学、代谢组学等。
食品安全
质谱分析可以用于食品中有害物质的检测和分析, 确保食品的安全和符合标准。
环境监测
通过质谱分析技术,可以检测、分析和监测环境中 的有害物质,保护环境和人类健康。
石油化工
质谱分析技术在石油化工领域中应用广泛,用于石 油和化工产品的分析和质量控制。
质谱分析的发展趋势
1 高分辨质谱
随着仪器技术的不断进步,质谱仪的分辨率越来越高,可以提供更精确的质谱图,解析 更复杂的样品。
2 互联网+质谱
互联网技术的发展将质谱分析与大数据、云计算相结合,实现数据共享和智能分析,提 高工作效率。
3 小型便携质谱仪
随着技术的进步,小型便携质谱仪逐渐发展起来,可以在野外等场景下进行质谱分析。
质谱分析的基本步骤
1
样品制备
样品制备是质谱分析的第一步,它包括样品的采集、预处理和纯化,确保得到可 靠的分析结果。
2
离子化
离子化是将样品中的分子转化为带电离子的过程,可以通过不同的离子源实现, 如电子轰击、化学离子化等。
3
分析
分析阶段是将离子加速、分离和检测,得到质谱图,通过质谱图分析样品的组成 和结构。
《质谱分析方惠群版》 PPT课件
本PPT课件旨在介绍质谱分析的全貌,让大家对这一技术有一个清晰的了解。 即使是初学者,也能通过这个课件轻松掌握质谱分析的原理验,是该学科的权威专家。他以深入浅出的教学风格赢得了 广大学生的喜爱和尊敬。
学术成就
方教授在质谱分析方面发表了大量的重要论文,他的研究成果获得了国内外同行的高度认可。
质谱仪的原理和组成
十四章节质谱分析
mass spectrograph and structure determination
2020/2/19
结束
B
离子源
2020/2/19
磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦: 相同质荷比,入 电场
磁场
射方向不同的离子会 聚;
能量聚焦:
+ -
相同质荷比,速 度(能量)不同的离子 会聚;
S1 离子源
S2 收集器
质量相同,能量不同的离子通过电场和磁场时,均产生 能量色散;两种作用大小相等,方向相反时互补实现双聚焦;
阳极
+ ++
+ ++
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
2020/2/19
2. 质量分析器原理
加速后离子的动能 :
(1/2)m 2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2
在磁场存在下,带电离子按曲线轨迹飞行;
离心力 =向心力;m 2 / R= H0 e V 曲率半径: R= (m )/ e H0
质谱方程式:m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于: m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。 质谱分辨率 = M / M (分辨率与选定分子质量有关)
2020/2/19
①单聚焦磁场分析器
方向聚焦; 相同质荷比, 入射方向不同 的离子会聚; S1 分辨率不高
第十四章 质谱分析
mass spectrometry,MS
第一节 基本原理与质谱仪
质谱法
进样系统:将分析样品导入离子源的装置; 包括: 直 接进样, GC, LC及 接口, 参考物或靶气气体进样等
质量分析器: 将离子按不同质荷比(m/z)大小分离的 分析部分; 离子通过分析器后,按不同质荷比分开, 并将相同的质荷比离子聚焦在一起, 从而形成质谱
检测分析器: 接收离子束并将电信号放大的装置
1910-40年代(黎明期):
从二十世纪初(1910年),J. J. Thomson (发现电子)进行“阳粒子线分析”(positive ray analysis)研究的时代开始,直到F.W. Aston 和A. J. Dempster等人开创的‘真正’质谱分析 法及其应用的发展,这约40年被认为是质谱分析 法的‘黎明期’。
进入80年代以后,有机质谱的发展主要表 现为两个方面:
■ 离子化技术(包括接口技术)的创新和不断 改进
■ 联用技术(MS/MS,LC-MS/MS等)的开发 和不断完善
MS/MS的类型
目前已经发展成为具有多种类型的MS/MS仪。如:
1. 两台质谱仪串联组成(空间序列 MS/MS仪) 磁质谱—磁质谱、磁质谱—Q 、磁质谱—Tof 、磁 质谱—Trap、 QqQ、 Q—Tof、Tof—Tof、 QTRAP .……
1940-80年代(成熟期 ): 新技术开发
• CI-MS的特点是,首先以电子轰击被称为反应 气体(reactant gas)的CH4、H2、NH3等气体 使其离子化,并发生离子-分子反应,产生 CH5+ or C2H5+、H3+、NH4+等离子,再与样品 分子发生离子-分子反应,达到使分子离子化 的目的,一般常产生 [M+H]+、[M-H]+等‘准 分子离子’。因为是一种‘软’电离技术,与
质谱分析ppt课件
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二、分子式的确定
(1)同位素丰度法
当分子离子确定以后,在低分辨质谱仪中可以以此峰高 为基峰求出(M+1)、(M+2)同位素峰的相对强度,再利 用Beynon表可求出分子式,此为同位素丰度法。
(2)高分辨质谱法
在高分辨质谱中,可准确地给出精确分子量,根据其质 量推出分子式,此称为高分辨质谱法。
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八、胺
1、分子离子峰 脂肪族胺的分子离子峰很弱, 环胺、芳胺的分子离子峰很强。
2、断裂方式
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九、酰胺
1、分子离子峰 酰胺类分子离子峰通常可测到。
2、断裂方式(具有羰基裂解的特点)
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十、硝基化合物
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十一、腈
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十二、醚
1、分子离子峰 脂肪族醚的分子离子峰不稳定, 芳香族醚的分子离子峰较强。
2、断裂方式
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离子峰,但不是所有的有机化合物都呈现分子离子峰。 (1)分子离子峰一般应是质谱中最高质量端最大丰度的峰。 一般情况下,分子离子峰是有机质借图中最高质量端最大丰 度的峰,但具有最大质量数的峰不一定就是分子离子峰。醛 类、酮类、缩醛、仲醇、含氮杂环等化合物易失掉一个氢, 出现(M-l)+峰、而胺类、醚类、酯类、多元酸、含硫化合物, 在电子轰击条件下容易质子化出现(M+l)+峰、
第十四章质谱法---蒋79页PPT
第一节 基本原理与质谱仪
一、质谱法的基本原理 二、质谱仪的组成
质谱分析法:是在高真空状态下将被测物质离子化, 经电场或磁场作用后,按离子质荷比(m/z)大小 的不同进行分离分析的方法。分析对象主要是有机 物。质谱法具有分析速度快、灵敏度高、提供的信 息直接与其结构有关特点,与其它方法联用已成为 最有力的快速鉴定复杂混合物组成的分析工具。
2019/11/2
解:1) 质谱
M = 150
M 1100 2.8 4109 0.9% 0 ;
M
2.7 8
M 2
0.26
100 100 0.9% 1
M
2.7 8
查Beynon表,可知分子式为: C9H10O2
2019/11/2
3 分子结构的确定
1) 谱图解释的一般方法
由质谱的高质量端确定分子离子峰,求出分子量。 采用高分辨质谱法或同位素丰度法,求出分子式。 计算不饱和度
(2)化学电离源(CI):引入一定压力的反
应气进入离子化室,反应气在具有一定能量 的电子流的作用下电离或者裂解。生成的离 子和反应气分子进一步反应或与供试品分子 发生离子-分子反应,通过质子交换使供试品 分子电离。常用的反应气由甲烷、异丁烷和 氨气。化学电离通常得到准分子离子,如果 供试品分子的质子亲和势大于反应气的质子 亲和势,则生成[M+H]+,反之则生成[M-H]-
(D)
3. 质谱验证
O C CH2OH
105 (A)
O C OCH3
105 (B)
+
CO+ -CO
-CHCH +
m /z 77
m /z 51
O O C CH3
方惠群仪器分析答案全集
ln R(a C ) (a D )量 M 成正比。
其数学表达式为:n=6. 解:首先写出原始的M |M (c)电极的电极电位表达式,并将相关的配位平衡关系代入。
然后再计算条件电位ϕ Θ 的值。
[ ]ϕ =ϕ Θ+ lg Cu 2+ [Cu ] = K [CuY [Y ]][CuY ][Cu ][Y ] K 稳= 0.0592[CuY 2- ] [ ]+ ϕ Θ =ϕ Θ + [ ][ ] Cu Fe 2+2+0.0592(3)E = (ϕ —ϕ ) — lg [ ]Fe 3+ 22 Fe 3+ Cu Cu第二章习题答案1.P23电极电位的能斯特方程为:ϕ = ϕ Θ - RT zF a a O注:P23 指教材页码,下同。
若电池的反应式为:aA + bB ⇋ cC+dD则在 298.15K 时,该电池的电动势为E = EΘ - 0 . 0592 Zlg c d(a A )a (a B )b2.P14 条件电位校准了离子强度、配位效应、水解以及 pH 的影响。
3.P17 0 类金属电极不是。
4.P22 Cottrell 方程的数学表达式为:i=zFAD o c o / πDotCottrell 方程表明:(1)在大量支持电解质存在下的静止溶液中,平面电极上的电解电流与电活性物质浓度成正比,这是定量分析的基础;(2)电解电流与电活性物质在溶液中的扩散系数的平方根成正比;(3)电解电流 与时间的平方根成反比。
5. P22 法拉第定律表示通电电解质溶液后,在电极上发生化学变化的物质,其物质的量 n 与通入的电量 Q 成正比;通入一定量的电量后,电极上发生反应的物质析出质量 m 与摩尔质QzF 2+'首先写Cu 2+|Cu 电极电位的能斯特方程0.0592 2由Cu 2+配合物的平衡关系得2- 2-2+ 2+ 4-4- 稳将[Cu 2+]代入能斯特方程ϕ = ϕ Θ+lg2K 稳Y4- = ϕΘ+0.0592 21 0.0592稳lg[CuY 2- ] [Y4- ]将已知数据代入,并计算条件电位ϕ Θ'' 0 . 0592 2 lg 1 K 稳 =0.377 + 0 . 0592 2 lg 1 6.3 ⨯1018= -0.219 V(vs.SCE)7.解:(1)Cu 2+ + 2e ⇋ Cu Fe 3+ + e = Fe 2+Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+2Θ Θ 2+ 2+(4)E Θ =0.771—0.337= 0.0592lgK Θ lg K Θ = 4.59×10 (-)Hg | Hg 2Cl 2, Cl (饱和)‖Ag +( c = x )| Ag(+)E = (ϕ + 0.0592 lg [Ag +])-ϕE =ϕ Cu -ϕ Ag = ϕ Cu Θ +[ ]lg Cu 2+ ⎪ - ϕ Ag+K sp ⎫ [ Ac - ] ⎪⎭ = -2.72 K sp = 1.91×10 (乙酸银)E =(ϕ -ϕ Ag 非常小,[Zn ] = 0.01 + 0.3= 0.31 mol ·L -1= 0.700 — 0.337 — 0. 0592 2 lg 0.02 ⨯ 0.220.012= 0.336 (V) > 0 原电池1428. 解:(1) 由题中所给的几种物质所知,构成电池的两支电极分别为:银电极和饱和甘汞电 极(由Hg 、Hg 2Cl 2 、KCl 溶液组成),两半电池间用盐桥连接,电池的表示式为:-(2) 若该电池的银电极的电位校正,则电池的电动势 E 为Θlg [Ag +]=-3.92则未知Ag +的浓度为 [Ag +]=1.12×10-4 mol ·L -1 (3)饱和甘汞电极为参比电极,银电极为指示电极。
质谱解谱教程范文
质谱解谱教程范文质谱是一种重要的分析技术,广泛应用于化学、生物、医药等领域。
质谱解谱是指对质谱数据进行分析和解释,以确定化合物的分子结构和组成。
在质谱解谱过程中,主要包括质谱图的分析和质谱峰的鉴定。
首先,要了解质谱图的基本结构和特点。
质谱图一般包括质谱信号的强度(纵轴)和质荷比或相对分子质量(横轴)两个参数。
质谱图中的每个峰代表一个化合物的离子化合物和它们的丰度。
质谱图的峰形状、相对丰度和质荷比等信息可以提供化合物的结构信息。
其次,要了解质谱峰的鉴定方法。
质谱峰的鉴定主要依靠质谱仪的质谱峰库和对质谱图的分析。
质谱峰库中包含了各种化合物的质谱图和相对丰度谱,通过与库中的质谱图进行比对,可以确定化合物的质荷比和丰度分布。
同时,还可以利用质谱图的分析手段,如基峰、分子峰和碎片峰的鉴定,确定化合物的分子结构。
质谱解谱的关键步骤包括质谱峰的初步鉴定、质谱图的分析和结构推导。
质谱峰的初步鉴定是质谱解谱的第一步。
初步鉴定可以通过查阅质谱峰库或比对已知化合物的质谱图来进行。
初步鉴定的目标是确定质谱峰的质荷比和丰度分布,并初步推测化合物的结构。
质谱图的分析是质谱解谱的核心环节。
质谱图的分析可以通过以下几个方面来进行:1.确定基峰和分子峰:质谱图中,质荷比最高的峰被称为基峰,其质荷比等于化合物的相对分子质量。
当基峰的质荷比不为整数时,可能存在异同质体或同位素的问题。
分子峰是由分子离子分裂产生的峰,通过测量分子峰的质荷比和相对丰度,可以推测出化合物的分子结构。
2.确定碎片峰和裂解途径:质谱图中,碎片峰是由化合物分子裂解产生的离子峰,它们是化学键的断裂产物。
通过分析碎片峰的质荷比和丰度分布,可以推测出化合物的分子结构和裂解途径。
3.确定质谱峰的相对丰度:质谱图中,质谱峰的相对丰度反映了化合物中各种离子化合物的相对含量。
通过分析质谱峰的相对丰度和其它结构信息,可以推断出化合物的分子结构和组成。
结构推导是质谱解谱的最终步骤。
质谱讲座-复旦
质谱第五章质谱第五章质谱基本原理5.1 质谱基本原理§5.1运用电磁学原理对荷电分子、亚稳分子碎片进行分离、分析正离子自由基正离子质谱仪5.1.1 质谱仪5.1.1(1)单聚焦(磁偏转)质谱仪 5000分辩率 5000分辩率气体样品气体样品 → 离解室离解室离解室−−−−−−−−→ 一束 e 700 V 加速−−→ [ M ]-e +.−−−−−−−−→几千伏电压加速磁场−−−−→偏转离子收集器e:e:电荷V :加速电压m :离子质量: 离子速度磁场中磁场中 离子的向心力离子的向心力离子的向心力 = = = 离心力离心力 He υ = m υ2/r ------(2)H: 磁场r :离子运行半径电场加速后电场加速后 动能动能动能 = = = 势能势能 eV=(1/2)m υ2 ------(1)消去υr2 = (m/e)∙(2V/H2)m/e: 质荷比m/e 固定 V V↑ or H↓⇒ r↑(2)双聚焦质谱仪分辩率 50,000离子的丰度质荷比§5.2 5.2 质谱图质谱图5. 2. 1 5. 2. 1 分子离子峰分子离子峰分子失去一个电子生成自由基分子离子 MM ⇓分子离子⇓分子离子峰⇓m/e m/e 数值 ⇓分子量+分子离子峰一般处于质荷比最高值但:(1)同位素峰(2)很弱或不存在(支链烷烃,醇类)基本峰5. 2. 25. 2. 2 基本峰谱中最高的峰丰度 100相对值相对丰度5. 2. 3 5. 2. 3 同位素峰同位素峰许多元素存在同位素最轻同位素 天然丰度最大最大丰度同位素 → 分子离子峰 M +同位素离子峰 → M+1 M+1 或 M+2M+2 峰一些同位素的自然丰度M,M+1 M,M+1 峰相对强度峰相对强度峰相对强度 ------ ------ ------ 同位素自然丰度同位素自然丰度(M+1)/M = c(1.107/98.893) + h(0.015/99.985) + n(0.366/99.634) + o(0.037/99.759)c: C 个数 h: Hh: H 个数 n: N n: N 个数 o: Oo: O 个数CH 4(M+1)/M = 1⨯(1.107/98.893) + 4 ⨯(0.015/99.985)= 0.0118M, M+2 峰相对强度分子式确定 (M+1)/M(M+2)/M一定从质谱中得到相对强度分子式Beynon 贝农表只有C, H, O, N 的化合物:同位素峰强度比与组成分子的元素间的关系编制M, M+1, M+2 峰相对强度对照表分子式J. H. J. H. Beynon Beynon Beynon, A. E. Williams, A. E. Williams ‘‘‘‘‘‘ Mass and Abundance Tables for useMass and Abundance Tables for use in Mass Spectrometryin Mass Spectrometry’’’’e .g. m / e = 58 (M+1)/M ⨯ 100 = 4.4(M+2)/M ⨯ 100 = 0.077-----------------------------------------------------------------------------------58 M+1 M+2 MW N 3O 1.18 0.21 58.0042 ¦C 3H 6O 3.38 0.24 58.0419 ¦C 4H 10 4.48 0.08 58.0783只含 C, H, O, N 的 M+2 峰很弱, 可忽略。
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③ 其他类型质量分析器
双聚焦质谱仪体积大; 色谱-质谱联用仪器的发展及仪器小型化(台式)需要; 体积小的质量分析器:
四极杆质量分析器 飞行时间质量分析器 离子阱质量分析器
体积小,操作简单; 分辨率中等;
原理在第五节色谱-质谱联用仪器介绍;
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3. 检测器
(1)电子倍增管 15~18级;可测出10-17A微弱电流;
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一、概述
generalization
分子质量精确测定与化 合物结构分析的重要工具;
43 57
第一台质谱仪:1912年;
29 15
早期应用:原子质量、
71 85 99 113 142
同位素相对丰度等;
m/z
40年代:高分辨率质谱仪出现,有机化合物结构分析;
60年代末:色谱-质谱联用仪出现,有机混合物分离分析;
(2)质量差是否合理
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3. 分子离子的获得
(1)制备挥发性衍生物
RO(H C 3)3S HiC RlOH 3 S )3i(C RCO C2 O N H 2 H RC CO 3HO
B
离子源
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磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦: 相同质荷比,入 电场
磁场
射方向不同的离子会 聚;
能量聚焦:
+ -
相同质荷比,速 度(能量)不同的离子 会聚;
S1 离子源
S2 收集器
质量相同,能量不同的离子通过电场和磁场时,均产生 能量色散;两种作用大小相等,方向相反时互补实现双聚焦;
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一、分子离子峰
molecular ion peak
分子电离一个电子形成的离子所产生的峰。 分子离子的质量与化合物的分子量相等。 有机化合物分子离子 峰的稳定性顺序: 芳香化合物>共轭链烯> 烯烃>脂环化合物>直链 烷烃>酮>胺>酯>醚> 酸>支链烷烃>醇.
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1. 分子离子峰的特点
质谱方程式:m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于: m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e 的离子进入检测器。 质谱分辨率 = M / M (分辨率与选定分子质量有关)
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①单聚焦磁场分析器
方向聚焦; 相同质荷比, 入射方向不同 的离子会聚; S1 分辨率不高
EI源:可变的离子化能量 (10~240eV)
电子能量
电子能量
分子离子增加
碎片离子增加
对于易电离的物质降低电子能量,而对于难电离的物质 则加大电子能量( 常用70eV )。
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② 化学电离源(Chemical Ionization,CI):
离子室内的反应气(甲烷等;10~100Pa,样品的 103~105倍),电子(100~240eV)轰击,产生离子,再与试 样分离碰撞,产生准分子离子。
一般质谱图上 质荷比最大的峰为 分子离子峰;有例 外,由稳定性判断。
形成分子离子 需要的能量最低, 一般约10电子伏特。
质谱图上质荷比最大的峰一定为分子离子峰吗?。 如何确定分子离子峰?。
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2. 分子离子的判断
(1)N律
由C,H,O 组成的有机化合物,M 一定是偶数。 由C,H,O,N 组成的有机化合物,N 奇数,M 奇数。 由C,H,O,N 组成的有机化合物,N 偶数,M 偶数。 分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理。
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
质谱仪需要在高真空下工作:离子源(10-3 10 -5 Pa )
质量分析器(10 -6 Pa ) (1)大量氧会烧坏离子源的灯丝; (2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电; (3)引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化。
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促进天然有机化合物结构分析的发展;
同位素质谱仪;无机质谱仪;有机质谱仪;
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二、 质谱仪与质谱分析原理
mass spectrometer and mass spectrometry
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
第14章质谱分析方 惠群版
第十四章 质谱分析
mass spectrometry,MS
第一节 基本原理与质谱仪
basic principle and Mass spectrometer
一、 概述 generalization 二、质谱仪与质谱分析
mass spectrometer and mass spectrometry
原理与结构 仪器原理图
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电离室原理 与结构
1.离子源
①Electron Ionization (EI)源
++
: R1
: R2
+
: R3
: R4
++
:e
(M-R2)+
(M-R1)+
(M-R3)+
M+
Mass Spectrum
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EI 源的特点:
电离效率高,灵敏度高; 应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的; 稳定,操作方便,电子流强度可精密控制; 结构简单,控温方便;
阳极
+ ++
+ ++
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
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2. 质量分析器原理
加速后离子的动能 :
(1/2)m 2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2
在磁场存在下,带电离子按曲线轨迹飞行;
离心力 =向心力;m 2 / R= H0 e V 曲率半径: R= (m )/ e H0
最强峰为准分子离子; 谱图简单; 不适用难挥发试样;
+
气体分子
+
试样分子
+ 准分子离子
电子
(M+1)+;(M+17) +;(M+29) +;
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③场致电离源(FI)
电压:7-10 kV;d<1 mm; 强电场将分子中拉出一个电子; 分子离子峰强; 碎片离子峰少; 不适合化合物结构鉴定;
(2)渠道式电子倍增器阵列
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第十四章 质谱分析
mass spectrometry,MS
第二节 离子峰的主要类型
main types of ion peaks
一、分子离子峰 molecular ion peak 二、同位素离子峰 isotopic ion peak 三、碎片离子峰 fragment ion peaks