De massaspectrometer is een belangrijk instrument bij het uitvoeren van verschillende onderzoeken, variërend van dopingtests tot milieuschandalen. Het voornaamste doel van deze machine is de identificatie van chemische verbindingen op basis van hun massa. Het proces begint met het beschieten van een onbekend monster met elektronen, waardoor een geladen molecuulion ontstaat. Deze ionen worden vervolgens versneld in een magnetisch veld. Na afbuiging komen ze uiteindelijk op een detector terecht, wat resulteert in een massaspectrum.
De invloed van Isotopen
Het is belangrijk op te merken dat de piekhoogte in dit spectrum niet de gemiddelde massa van het molecuul weergeeft, maar de werkelijke massa. Dit betekent dat verschillende isotopen zullen resulteren in verschillende pieken in het spectrum.
Broommethaan
Een voorbeeld om dit te illustreren, is de analyse van het massaspectrum van broommethaan. Broommethaan bestaat uit koolstof, waterstof en broom. Broom heeft vijf potentiële isotopen, maar in de natuur komen er slechts twee voor, broom 79 en brom 81. In dit massaspectrum worden deze twee isotopen weergegeven als twee aparte pieken. De piek die overeenkomt met het broom 79 isotoop is iets hoger, overeenkomstig met het hogere percentage van deze isotoop in de natuur (50,7% voor broom 79 versus 49,3% voor broom 81).
De analyse van massaspectra
Met massaspectrometrie kunnen we niet alleen de aanwezige elementen identificeren, maar ook de structuurformule van een molecuul of fragment bepalen. Een voorbeeld hiervan is de analyse van het massaspectrum van MTBE en MTBE d3. In dit geval kan de aanwezigheid van een zwaardere isotoop van waterstof, deuterium (D), aangeven dat een bepaalde piek overeenkomt met een specifiek fragment van het moleculaire structuur.
Interpretatie van massaspectra
Een andere toepassing van deze methode is het verklaren van massaspectra van complexe moleculen zoals 2,4-dichloorfenoxy-ethaanzuur. In dergelijke gevallen moet je creatieve oplossingen bedenken om pieken in het massaspectrum te verklaren. Het vraagt om kennis van chemie en begrip van hoe de massaspectrometer werkt.
