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Aufgabenstellung:

  1. Nach welchen physikalischen Prinzipien funktioniert:
    1. die Erzeugung und Beschleunigung der Ionen?
    2. die Massentrennung?
    3. der Ionennachweis?
  2. Ein Massenspektrum zeigt die Peaks: . Um welche Verbindung handelt es sich?

Lösungsweg:

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1.a) Erzeugung und Beschleunigung der Ionen:

Ionisator. Durch eine Glühkathode (oder andere Techniken) werden die Moleküle ionisiert: . Nicht ionisierte Teilchen werden durch eine Hochvakuumpumpe abgesaugt. Die -fach geladenen Molekülionen der Masse werden im elektrischen Feld beschleunigt

1.b) Massentrennung

Analysator. Im Feld eines Elektromagneten werden leichte Teilchen stärker abgelenkt als schwere. Mit Gleichung eins folgt (1):

1.c) Ionennachweis

Bei konstanter Beschleunigungsspannung und konstantem Ablenkradius genügt die Variation der Magnetfeldstärke, um den Ionenstrom auf den Detektor (Sekundärionenvervielfacher) zu leiten. Mit zunehmender Messzeit werden immer schwere Ionen erfasst.

Peakhöhe Zahl der Ionen mit konst

2. Verbindung aus Massenspektrum identifizieren

Ist die Anregungsenergie groß genug, zerfällt das ionisierte Molekülion anschließend in ein charakteristisches Muster von Fragmentionen. Skizze:

Abbildung

Es handelt sich um Benzylchlorid (Chlorphenylmethan). Das Vorhandensein von Chlor ist auch am kleinen Satellitenpeak 128 neben dem Molekülpeak 126 erkennbar.

Lösung:

  1. Siehe Musterlösung
  2. Benzylchlorid (Chlorphenylmethan).