第10章 质谱分析法(高师第四版)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
比的离子，由于运动曲线半径不同，在质量分析 器中会彼此被分开，并记录各质荷比离子的相对 强度。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
二、质谱仪器
包括：真空系统、进样系统、离子源、质量 分析器、离子检测器、计算机自动控制及数 据处理系统 按分 辨率 大小 分类 高分辨率质谱仪 中分辨率质谱仪 低分辨率质谱仪
化学与材料科学学院 1.优点
(1)它是至今唯一可以确定分子质量的方法, 在高分辨率质谱仪中能够准确测定质量,而 且可以确定化合物的化学式和进行结构分 析。
(2)质谱法的灵敏度极高,鉴定的最小量可 达10-10g,检出限可达10-14g。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
College of Chemistry & Material Science
分析化学
下册 （第四版）
华中师范大学、陕西师范大学东北师
范大学等合编
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
定性、结构分析 定量分析
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
原理
试样从进样器进入离子源，在离子源中产生正离 子。
试样在离子源内用电子轰击法，在10-5Pa高真空下，以 50100eV能量的电子流轰击试样，有机物常常被击出一个 电子，形成带一个正电荷的正离子( M + ) M+e-M+ +2e-
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
正离子加速进入质量分析器，质量分析器将离子
按质荷比大小不同进行分离。
在质谱仪中，各种正离子被电位差为8008000V的负高 压电场加速，加速后的动能等于离子的位能zU，即 1/2mv2=zU 加速后的离子进入磁场中，由于受到磁场的作用，使离 子作弧形运动，此时离子所受的向心力Bz和运动的离心 力m2/R相等，得 : m2/R=Bzv
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
（二）进样系统 对进样系统的要求：重复性好、不引起真空度降 低。一般有以下三种进样方式 1.间接进样
适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压 固体。 如图所示。注入样品—贮样器(0.5L～3L)—抽真 空(10-2 Pa)并加热—样品蒸汽分子(压力陡度)—漏 隙—高真空离子源。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
由前两式可得，离子质荷比与运动轨道曲线半径R的 关系:
m B R z 2U
或
2
2
2U m R 2 z B
1/ 2
上式称为：质谱方程式，是质谱分析法的基本公式
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
2U m R 2 z B
1/ 2
从公式可以看出，离子的质荷比（ m/z ）与离
子在磁场中运动的曲线半径的平方成正比。
若加速电压 U 和磁场强度 B 一定时，不同质荷
傅里叶变换回旋共振质谱仪 双聚焦质谱仪 四极杆质谱仪 飞行时间质谱仪
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
（一）高真空系统 为了降低背景及减小离子间或离子与分子间的碰 撞损失，离子源、质量分析器及检测器必须处于 高真空状态。 其中离子源的真空度为10-4~10-5Pa，质量分析器 的真空度保持在10-6Pa。 真空度过低，将会引起： （a）大量氧会烧坏离子源灯丝； （b）引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化；
化学与材料科学学院
2. 质谱仪的发展简史 1912年： 世界第一台质谱装置 1940年代: 质谱仪用于同位素测定 1950年代：分析石油 1960年代：研究GC-MS联用技术 1970年代：计算机引入 3. 质谱仪的分类 有机质谱仪：气-质，液-质，傅立叶变换质谱仪 激光解吸飞行时间变质谱仪 无机质谱仪：ICP-MS 同位素质谱仪：
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院 （c）干扰离子源正常调节；
（d）用作加速离子的几千伏高压会引起放 电; 一般质谱仪都采用机械泵预抽空后，再 用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。 现代质谱仪采用分子泵可获得更高的真 空度。
第十章 质谱分析法 质谱：以离子的质荷比（m/z）为序， 排列的图或表称为质谱。 质谱法：利用质谱进行定性、定量分 析及研究分子结构的方法为质谱法。 质谱法为一种物理分析方法。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院 第一节 质谱分析法原理和仪器
一、质谱分析法基本原理 质谱分析是用高速电子来撞击气态分子或原子， 将电离后的正离子加速导入质量分析器，然后在磁 场中按质荷比 (m/z) 大小进行Baidu Nhomakorabea集和记录，即得到 质谱图。 从本质上将，质谱是物质带电粒子的质量谱 峰位置 峰强度
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
二、质谱仪器
包括：真空系统、进样系统、离子源、质量 分析器、离子检测器、计算机自动控制及数 据处理系统 按分 辨率 大小 分类 高分辨率质谱仪 中分辨率质谱仪 低分辨率质谱仪
化学与材料科学学院 1.优点
(1)它是至今唯一可以确定分子质量的方法, 在高分辨率质谱仪中能够准确测定质量,而 且可以确定化合物的化学式和进行结构分 析。
(2)质谱法的灵敏度极高,鉴定的最小量可 达10-10g,检出限可达10-14g。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
College of Chemistry & Material Science
分析化学
下册 （第四版）
华中师范大学、陕西师范大学东北师
范大学等合编
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
定性、结构分析 定量分析
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
原理
试样从进样器进入离子源，在离子源中产生正离 子。
试样在离子源内用电子轰击法，在10-5Pa高真空下，以 50100eV能量的电子流轰击试样，有机物常常被击出一个 电子，形成带一个正电荷的正离子( M + ) M+e-M+ +2e-
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
正离子加速进入质量分析器，质量分析器将离子
按质荷比大小不同进行分离。
在质谱仪中，各种正离子被电位差为8008000V的负高 压电场加速，加速后的动能等于离子的位能zU，即 1/2mv2=zU 加速后的离子进入磁场中，由于受到磁场的作用，使离 子作弧形运动，此时离子所受的向心力Bz和运动的离心 力m2/R相等，得 : m2/R=Bzv
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
（二）进样系统 对进样系统的要求：重复性好、不引起真空度降 低。一般有以下三种进样方式 1.间接进样
适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压 固体。 如图所示。注入样品—贮样器(0.5L～3L)—抽真 空(10-2 Pa)并加热—样品蒸汽分子(压力陡度)—漏 隙—高真空离子源。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
由前两式可得，离子质荷比与运动轨道曲线半径R的 关系:
m B R z 2U
或
2
2
2U m R 2 z B
1/ 2
上式称为：质谱方程式，是质谱分析法的基本公式
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
2U m R 2 z B
1/ 2
从公式可以看出，离子的质荷比（ m/z ）与离
子在磁场中运动的曲线半径的平方成正比。
若加速电压 U 和磁场强度 B 一定时，不同质荷
傅里叶变换回旋共振质谱仪 双聚焦质谱仪 四极杆质谱仪 飞行时间质谱仪
HEBEI NORMAL UNIVERSITY,
College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院
（一）高真空系统 为了降低背景及减小离子间或离子与分子间的碰 撞损失，离子源、质量分析器及检测器必须处于 高真空状态。 其中离子源的真空度为10-4~10-5Pa，质量分析器 的真空度保持在10-6Pa。 真空度过低，将会引起： （a）大量氧会烧坏离子源灯丝； （b）引起其它分子离子反应，使质谱图复杂化；
化学与材料科学学院
2. 质谱仪的发展简史 1912年： 世界第一台质谱装置 1940年代: 质谱仪用于同位素测定 1950年代：分析石油 1960年代：研究GC-MS联用技术 1970年代：计算机引入 3. 质谱仪的分类 有机质谱仪：气-质，液-质，傅立叶变换质谱仪 激光解吸飞行时间变质谱仪 无机质谱仪：ICP-MS 同位素质谱仪：
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院 （c）干扰离子源正常调节；
（d）用作加速离子的几千伏高压会引起放 电; 一般质谱仪都采用机械泵预抽空后，再 用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。 现代质谱仪采用分子泵可获得更高的真 空度。
第十章 质谱分析法 质谱：以离子的质荷比（m/z）为序， 排列的图或表称为质谱。 质谱法：利用质谱进行定性、定量分 析及研究分子结构的方法为质谱法。 质谱法为一种物理分析方法。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
化学与材料科学学院 第一节 质谱分析法原理和仪器
一、质谱分析法基本原理 质谱分析是用高速电子来撞击气态分子或原子， 将电离后的正离子加速导入质量分析器，然后在磁 场中按质荷比 (m/z) 大小进行Baidu Nhomakorabea集和记录，即得到 质谱图。 从本质上将，质谱是物质带电粒子的质量谱 峰位置 峰强度