Title: ETH_Sem3 / Analytik_I / Organische Analytik / MS / MS_Theorie

Q: Verschiedene Methoden für die Probenzuführung
A: - Indirekte Zuführung
- Direkte Zuführung
- Desorption und Spray-Methoden

Indirekte Probenzuführung:
Verdampfung der Probe in einem separatem Gefäß, aus dem es dann von selbst bei konstantem Druck über das "septum inlet" in die Ionenquelle strömt. (Eigenschaften: Sehr gut reproduzierbar, geeignet für quantitative Gemischanalysen, Probenaufwand: ca. 10^-3 - 10^-4 g, Nötiger Dampfdruck: 10^-3 mbar)

Direkte Probenzuführung
Verdampfung der Probe direkt in den ionisierenden Elektronenstrahl. (Eigenschaften: Verminderte Reproduzierbarkeit, nicht geeignet für qualitative Gemischanalysen, Gefahr der thermischen Zersetzung, Probenaufwand: ca. 10^-6 g, Nötiger Dampfdruck: 10^-6 - 10^-7 mbar)

Q: Desorption Methoden (Probenzuführung):
[...] Proben werden auf [...] in den Ionisationsraum geführt und durch [...] in die Gasphase desorbiert. Oft ist damit auch direkt eine Ionisation der Probe verbunden. (DI-Methoden: FD, FAB, LDI, MALDI, PD)
A: Kaum flüchtige oder thermisch besonders empfindliche; Proben- trägern; starke elektrische Felder oder Beschuss mit energiereichen Partikeln

Q: Spray Methoden (Probenzuführung):
Nicht flüchtige Proben können [...]. Dabei werden geladene Tröpfchen gebildet, und [...] bleiben mehrfach geladene Ionen übrig. Die wichtigste Methode ist die [...]
A: als Lösungen versprüht werden; nach Abziehen des Lösungsmittels (Probenträger); Electrospray-Ionisation (ESI)

Q: Verschiedene Methoden für die Ionenerzeugung
A: - Elektronenstossionisation
- Chemische Ionisation
- FAB Methode
- Felddesorption
- "Spray"-Methoden
- Laser-Methoden
- Ambiente Ionisations-Methoden

Q: Elektronenstossionisation (EI):
Als Elektronenquelle dient [...]. Üblicherweise werden Elektronen mit einer Energie von [...] verwendet (optimale Ionenausbeute und Reproduzierbarkeit).
A: eine Glühkathode aus Wolfram oder Rhenium; 70 eV

Q: Chemische Ionisation (CI):
Bei der Chemischen Ionisation wird durch Elektronenstoss zuerst [...]. Die Reagens Ionen bilden dann durch [...] weitere Ionen aus der zu untersuchenden Probe.
A: ein Hilfsgas ionisiert; H^+-Anlagerung, H^+-Abstraktion oder Elektronenübertragung

FAB-Methode (Fast Atom Bombardment):
Geeignet zur Ionisation von polaren, thermolabilen Verbindungen. Die Probe wird in einer "Matrix" gelöst und auf einem Träger in der Ionenquelle mit schnellen neutralen Atomen oder Ionen beschossen. Vorwiegende Bildung von den Ionen [M+H]^+ und [M-H]^-. Nachteil: Anwesenheit von Signalen der Matrixmoleküle.

Q: Felddesorption (FD):
Ionen werden durch [...] erzeugt Da die Probe [...], eignet sich dieses Verfahren für die Analyse [...].
A: extrem starke, inhomogene elektrische Felder an der Oberfläche speziell aktivierter Emitter; dabei nicht verdampft werden muss; gewisser schwerflüchtiger und/oder thermisch labiler Verbindungen

Q: "Spray"-Methoden:
[...] werden aus einer Probenlösung unter Normaldruck oder bei einigen mbar gebildet. In einer Trennstufe wird das Lösungsmittel abgezogen, was die elektrische Feldstärke an der Oberfläche über einen kritischen Wert bringt. Durch "Coulomb explosion" zerfallen diese Gebilde zu ganzen Serien von mehrfach geladenen Ionen vom Typ [...], die dann über Druckreduzierstufen in ein Massenspektrometer geführt werden.
A: Elektrisch geladene, feindisperse Tröpfchen (Aerosole); [M+nH]^n+

Q: Laser-Methoden:
Laser werden zur [...] der neutralen Komponenten, die in fast allen Desorptions-Methoden bei weitem dominieren, eingesetzt. Dadurch erzielt man [...].
A: weichen Nachionisation; eine wesentliche Steigerung der Ionenausbeute bzw. der Empfindlichkeit

Q: Ambiente Ionisations-Methoden:
Unter diesem Begriff werden alle Methoden zusammengefasst, die [...]. Bekannteste Vertreter sind [...] und [...].
A: keine oder kaum Probenvorbereitung benötigen und bei Atmosphärendruck funktionieren; DESI (Desorption Electrospray Ionization); DART (Direct Analysis in Real Time)

Q: Auflösungsvermögen eines Massenspektrometers
A: \[A=\frac{m}{\Delta m}\]

Q: Grundgleichung des Massenspektrometers
A: \[\frac{m}{z}=\frac{B^2r^2}{2U}\]m ... Masse
z ... Ladung
B ... Magnetische Induktion (Flussdichte)
r ... Ablenkradius
U ... Beschleunigungsspannung

Q: Das Massenspektrum ist die [...]. Der stärkste Ausschlag wird als [...] gewählt und die relative Intensität der Signale in [...] angegeben.
A: Darstellung der Häufigkeit aller gefundenen Ionen als Funktion ihres Massen/Ladungs-Verhältnisses; Bezugspunkt (Basispeak = 100%); % des Basispeaks

Q: Ein ausserhalb der Ionenquelle zerfallendes Ion m^+ wird als [...] bezeichnet.
A: metastabil

Q: Definition M^+•
A: M^+• ist das Ion mit der höchsten Masse (abgesehen von gelegentlich auftretenden protonierten Molekülen und Isotopensignalen). Es errechnet sich aus der Molekularformel unter Verwendung der jeweils häufigsten natürlichen Isotope.

Q: Nominale Masse
A: Ergibt sich aus der Summe ganzzahlig gerundeter Atommassen

Q: M^+• ist immer ein [...].
A: Radikal-Kation mit einer ungeraden Anzahl Elektronen

Q: M^+• ist geradzahlig, wenn [...], bei denen [...].
A: die Molekularformel nur Elemente bzw. Isotope enthält; Atommasse und Wertigkeit beide geradzahlig oder beide ungeradzahlig sind (wie ^1H, ^12C, ^16O, ^32S, ^28Si, ^31P, ^19F, ^35Cl, ^79Br, ^127I)

Q: Mit anderen Elementen bzw. Isotopen wird M+• ungeradzahlig, wenn [...].
A: sie nicht paarig vorhanden sind (wie ^14N, ^13C, ^2H)

Q: M^+• einer Verbindung muss alle Elemente enthalten, die [...].
A: in Fragmenten nach- weisbar sind

Q: M^+• ist das Ion mit dem niedrigsten [...].
A: Auftrittspotential