MS Lezione IV Massa nominale, massa esatta e...

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Gli atomi sono costituiti da un Gli atomi sono costituiti da un nucleo nucleo e da e da …………. che si che si muovono intorno ad esso. muovono intorno ad esso. Il Il nucleo nucleo atomico è costituito da atomico è costituito da PROTONI PROTONI , che hanno una , che hanno una carica elettrica positiva, e da carica elettrica positiva, e da NEUTRONI NEUTRONI , che sono , che sono elettricamente neutri. elettricamente neutri. STRUTTURA DELL’ATOMO ISOTOPI ISOTOPI: ISOTOPI: atomi di uno stesso elemento che hanno lo stesso atomi di uno stesso elemento che hanno lo stesso numero di protoni, ma un numero diverso di numero di protoni, ma un numero diverso di NEUTRONI NEUTRONI

Transcript of MS Lezione IV Massa nominale, massa esatta e...

Gli atomi sono costituiti da un Gli atomi sono costituiti da un nucleonucleo e dae da …………. che si che si muovono intorno ad esso.muovono intorno ad esso.

Il Il nucleonucleo atomico è costituito da atomico è costituito da PROTONIPROTONI, che hanno una , che hanno una carica elettrica positiva, e da carica elettrica positiva, e da NEUTRONINEUTRONI, che sono , che sono elettricamente neutri. elettricamente neutri.

STRUTTURA DELL’ATOMO

ISOTOPI

ISOTOPI:ISOTOPI: atomi di uno stesso elemento che hanno lo stesso atomi di uno stesso elemento che hanno lo stesso numero di protoni, ma un numero diverso di numero di protoni, ma un numero diverso di NEUTRONINEUTRONI

L’unica differenza è che per la massa nominale questo L’unica differenza è che per la massa nominale questo valore viene valore viene APPROSSIMATOAPPROSSIMATO al più vicino numero intero.al più vicino numero intero.

La La massa nominale massa nominale ee la massa esattala massa esatta di un elemento si di un elemento si ricavano dal peso atomico del suo ricavano dal peso atomico del suo isotopo più abbondanteisotopo più abbondante in in natura (vedi tabella riportata di seguito).natura (vedi tabella riportata di seguito).

Calcolo della massa nominale

IsotopeIsotope AtomicAtomic mass (mmass (m aa/u)/u) NaturalNatural abundanceabundance ((atomatom %)%)

1212CC 12.000 000 0(0)*12.000 000 0(0)* 98.93 (8)98.93 (8)

1313CC 13.003 354 8378(10)13.003 354 8378(10) 1.07 (8)1.07 (8)

Massa nominale di: Massa nominale di: C = 12C = 12

CARBONIOCARBONIOCARBONIO

Massa nominale

Isotope Atomic mass (m a/u) Natural abundance (atom %)

16O 15.99491463 (5) 99.757 (16)

17O 16.9991312 (4) 0.038 (1)

18O 17.9991603 (9) 0.205 (14)

Massa nominale di: Massa nominale di: O = 16O = 16

Massa nominale

OSSIGENOOSSIGENOOSSIGENO

Massa nominale

AZOTOAZOTOAZOTO

IsotopeIsotope AtomicAtomic mass (mmass (m aa/u)/u) NaturalNatural abundanceabundance ((atomatom %)%)

1414NN 14.003 074 005 2(9)14.003 074 005 2(9) 99.632 (7)99.632 (7)

1515NN 15.000 108 898 4(9)15.000 108 898 4(9) 0.368 (7)0.368 (7)

Massa nominale di:Massa nominale di: N = 14N = 14

Massa nominale

BROMOBROMOBROMO

IsotopeIsotope AtomicAtomic mass (mmass (m aa/u)/u) NaturalNatural abundanceabundance ((atomatom %)%)

7979BrBr 78.9183361 (26)78.9183361 (26) 50.69 (7)50.69 (7)

8181BrBr 80.916289 (6)80.916289 (6) 49.31 (7)49.31 (7)

Massa nominale di:Massa nominale di: BrBr = 79= 79

Ad es. calcolare la massa nominale diAd es. calcolare la massa nominale di

CHCH33Br Br

Massa nominale

per ottenere per ottenere MMnominalenominale = 94 Da= 94 Da

si deve impiegare la massa nominale di: si deve impiegare la massa nominale di:

1212C, C, 11H, e H, e 7979Br Br

Per calcolare la Per calcolare la massa esattamassa esatta di una molecola si sommano le di una molecola si sommano le masse esatte degli masse esatte degli ISOTOPI PIÙ ABBONDANTIISOTOPI PIÙ ABBONDANTI in naturain natura, , che la costituiscono, senza che questi valori vengano che la costituiscono, senza che questi valori vengano approssimati. Tali valori sono riportati in tabella riferiti aglapprossimati. Tali valori sono riportati in tabella riferiti agli i elementi elementi H.H. C, N, O.C, N, O.

Come si calcola la MASSA ESATTA

Symbol Exact Mass Symbol Exact Mass Symbol Exact Mass Symbol Exact mass

Ag 106.9051 Eu 152.9212 Mo 97.9054 Se 79.9165 Al 26.9815 F 18.9984 N 14.0031 Si 27.9769 Ar 39.9624 Fe 55.9349 Na 22.9898 Sm 151.9197 As 74.9216 Ga 68.9256 Nb 92.9064 Sn 119.9022 Au 196.9666 Gd 157.9241 Nd 143.9101 Sr 87.9056 B 11.0093 Ge 73.9212 Ne 19.9924 Ta 180.9480

Ba 137.9052 H 1.0078 Ni 57.9353 Tb 158.9254 Be 9.0122 He 4.0026 O 15.9949 Te 129.9062 Bi 208.9804 Hf 179.9466 Os 191.9615 Th 232.0381 Br 78.9183 Hg 201.9706 P 30.9738 Ti 47.9479 C 12.0000 Ho 164.9303 Pb 207.9766 Tl 204.9744 Ca 39.9626 I 126.9045 Pd 105.9035 Tm 168.9342 Cd 113.9034 In 114.9039 Pr 140.9077 U 238.0508 Ce 139.9054 Ir 192.9629 Pt 194.9648 V 50.9440 Cl 34.9689 K 38.9637 Rb 84.9118 W 183.9510 Co 58.9332 Kr 83.9115 Re 186.9558 Xe 131.9041 Cr 51.9405 La 138.9064 Rh 102.9055 Y 88.9059 Cs 132.9054 Li 7.0160 Ru 101.9043 Yb 171.9364 Cu 62.9296 Lu 174.9408 S 31.9721 Zn 63.9291 Dy 163.9292 Mg 23.9850 Sb 120.9038 Zr 89.9047 Er 165.9303 Mn 54.9380 Sc 44.9559

Ag 106.9051 Eu 152.9212 Mo 97.9054 Se 79.9165 Al 26.9815 F 18.9984 N 14.0031 Si 27.9769 Ar 39.9624 Fe 55.9349 Na 22.9898 Sm 151.9197 As 74.9216 Ga 68.9256 Nb 92.9064 Sn 119.9022 Au 196.9666 Gd 157.9241 Nd 143.9101 Sr 87.9056 B 11.0093 Ge 73.9212 Ne 19.9924 Ta 180.9480

Ba 137.9052 H 1.0078 Ni 57.9353 Tb 158.9254 Be 9.0122 He 4.0026 O 15.9949 Te 129.9062 Bi 208.9804 Hf 179.9466 Os 191.9615 Th 232.0381 Br 78.9183 Hg 201.9706 P 30.9738 Ti 47.9479 C 12.0000 Ho 164.9303 Pb 207.9766 Tl 204.9744 Ca 39.9626 I 126.9045 Pd 105.9035 Tm 168.9342 Cd 113.9034 In 114.9039 Pr 140.9077 U 238.0508 Ce 139.9054 Ir 192.9629 Pt 194.9648 V 50.9440 Cl 34.9689 K 38.9637 Rb 84.9118 W 183.9510 Co 58.9332 Kr 83.9115 Re 186.9558 Xe 131.9041 Cr 51.9405 La 138.9064 Rh 102.9055 Y 88.9059 Cs 132.9054 Li 7.0160 Ru 101.9043 Yb 171.9364 Cu 62.9296 Lu 174.9408 S 31.9721 Zn 63.9291 Dy 163.9292 Mg 23.9850 Sb 120.9038 Zr 89.9047 Er 165.9303 Mn 54.9380 Sc 44.9559

Ag 106.9051 Eu 152.9212 Mo 97.9054 Se 79.9165 Al 26.9815 F 18.9984 N 14.0031 Si 27.9769 Ar 39.9624 Fe 55.9349 Na 22.9898 Sm 151.9197 As 74.9216 Ga 68.9256 Nb 92.9064 Sn 119.9022 Au 196.9666 Gd 157.9241 Nd 143.9101 Sr 87.9056 B 11.0093 Ge 73.9212 Ne 19.9924 Ta 180.9480

Ba 137.9052 H 1.0078 Ni 57.9353 Tb 158.9254 Be 9.0122 He 4.0026 O 15.9949 Te 129.9062 Bi 208.9804 Hf 179.9466 Os 191.9615 Th 232.0381 Br 78.9183 Hg 201.9706 P 30.9738 Ti 47.9479 C 12.0000 Ho 164.9303 Pb 207.9766 Tl 204.9744 Ca 39.9626 I 126.9045 Pd 105.9035 Tm 168.9342 Cd 113.9034 In 114.9039 Pr 140.9077 U 238.0508 Ce 139.9054 Ir 192.9629 Pt 194.9648 V 50.9440 Cl 34.9689 K 38.9637 Rb 84.9118 W 183.9510 Co 58.9332 Kr 83.9115 Re 186.9558 Xe 131.9041 Cr 51.9405 La 138.9064 Rh 102.9055 Y 88.9059 Cs 132.9054 Li 7.0160 Ru 101.9043 Yb 171.9364 Cu 62.9296 Lu 174.9408 S 31.9721 Zn 63.9291 Dy 163.9292 Mg 23.9850 Sb 120.9038 Zr 89.9047 Er 165.9303 Mn 54.9380 Sc 44.9559

AgAg 106.9051 106.9051 EuEu 152.9212 152.9212 Mo Mo 97.9054 97.9054 Se Se 79.9165 79.9165 Al Al 26.9815 26.9815 F F 18.9984 18.9984 N N 14.0031 14.0031 Si Si 27.9769 27.9769 ArAr 39.9624 39.9624 FeFe 55.9349 55.9349 NaNa 22.9898 22.9898 SmSm 151.9197 151.9197 AsAs 74.9216 74.9216 GaGa 68.9256 68.9256 NbNb 92.9064 92.9064 SnSn 119.9022 119.9022 AuAu 196.9666 196.9666 GdGd 157.9241 157.9241 NdNd 143.9101 143.9101 Sr Sr 87.9056 87.9056 B B 11.0093 11.0093 GeGe 73.9212 73.9212 Ne Ne 19.9924 19.9924 TaTa 180.9480 180.9480

BaBa 137.9052 137.9052 H H 1.0078 1.0078 NiNi 57.9353 57.9353 TbTb 158.9254 158.9254 BeBe 9.0122 9.0122 HeHe 4.0026 4.0026 O O 15.9949 15.9949 Te Te 129.9062 129.9062 Bi Bi 208.9804 208.9804 HfHf 179.9466 179.9466 OsOs 191.9615 191.9615 ThTh 232.0381 232.0381 BrBr 78.9183 78.9183 Hg Hg 201.9706 201.9706 PP 30.973830.9738 Ti Ti 47.9479 47.9479 C C 12.0000 12.0000 Ho Ho 164.9303 164.9303 PbPb 207.9766 207.9766 TlTl 204.9744 204.9744 CaCa 39.9626 39.9626 I I 126.9045 126.9045 PdPd 105.9035 105.9035 TmTm 168.9342 168.9342 Cd Cd 113.9034 113.9034 In In 114.9039 114.9039 PrPr 140.9077 140.9077 U U 238.0508 238.0508 Ce Ce 139.9054 139.9054 IrIr 192.9629 192.9629 PtPt 194.9648 194.9648 V V 50.9440 50.9440 Cl Cl 34.9689 34.9689 K K 38.9637 38.9637 RbRb 84.9118 84.9118 W W 183.9510 183.9510 CoCo 58.9332 58.9332 KrKr 83.9115 83.9115 Re Re 186.9558 186.9558 XeXe 131.9041 131.9041 CrCr 51.9405 51.9405 La La 138.9064 138.9064 RhRh 102.9055 102.9055 Y Y 88.9059 88.9059 CsCs 132.9054 132.9054 Li Li 7.0160 7.0160 RuRu 101.9043 101.9043 YbYb 171.9364 171.9364 Cu Cu 62.9296 62.9296 LuLu 174.9408 174.9408 S S 31.9721 31.9721 ZnZn 63.9291 63.9291 DyDy 163.9292 163.9292 Mg Mg 23.9850 23.9850 SbSb 120.9038 120.9038 ZrZr 89.9047 89.9047 ErEr 165.9303 165.9303 MnMn 54.9380 54.9380 ScSc 44.9559 44.9559

Tabella masse esatte degli isotopi più abbondanti

Per calcolare la Per calcolare la massa esattamassa esatta di una molecola esistono anche di una molecola esistono anche delle tabelle che riportano valori di massa esatta per ogni delle tabelle che riportano valori di massa esatta per ogni possibile possibile composizione elementarecomposizione elementare..

Come si calcola la MASSA ESATTA

Pag.48-68 SilversteinPagPag.48.48--68 68 SilversteinSilverstein

Come si calcola la MASSA ESATTA

Per calcolare la Per calcolare la massa esattamassa esatta di una molecola di cui è nota la di una molecola di cui è nota la composizione elementare composizione elementare è anche possibile ricorrere a semplici è anche possibile ricorrere a semplici calcolatori di massa esatta disponibili calcolatori di massa esatta disponibili on lineon line..

Massa esattaMassa esatta

Se si vuole confermare l’identità di una molecola Se si vuole confermare l’identità di una molecola verificandone la composizione elementare si deve: verificandone la composizione elementare si deve:

1) 1) CalcolareCalcolare come descritto precedentemente come descritto precedentemente (tabelle masse (tabelle masse

esatte degli isotopi o tabelle masse esatteesatte degli isotopi o tabelle masse esatte→→composizione elementare)composizione elementare) la la massa esatta teoricamassa esatta teorica a partire dalla composizione elementare a partire dalla composizione elementare ipotizzata ipotizzata

Determinazione della composizione elementare

Quali spettrometri misurano la MASSA ESATTA

Lo strumento misura la Lo strumento misura la MASSA ESATTAMASSA ESATTA della molecola e da della molecola e da questa, consultando le questa, consultando le tabelletabelle , si può ricavare la , si può ricavare la FORMULA FORMULA BRUTABRUTA

Per misurare sperimentalmente la massa esatta bisogna avere Per misurare sperimentalmente la massa esatta bisogna avere a disposizione uno a disposizione uno spettrometrospettrometro di massa AD ALTA di massa AD ALTA RISOLUZIONERISOLUZIONE

2) 2) Misurare sperimentalmenteMisurare sperimentalmente (tramite uno (tramite uno spettrometrospettrometro di di massa idoneo a tali misure) massa idoneo a tali misure) la massa esattala massa esatta del campione e del campione e confrontare i due valori (teorico e sperimentale)confrontare i due valori (teorico e sperimentale)

HRMS HRMS (high (high resolutionresolution mass mass spectrometerspectrometer))

Semplici programmi per personal computer in grado di calcolare Semplici programmi per personal computer in grado di calcolare la composizione elementare consistente con una data massa la composizione elementare consistente con una data massa esatta.esatta.

Quali spettrometri misurano la MASSA ESATTA

EsempioEsempio: Insetticida : Insetticida organofosforicoorganofosforico::

chlorpyrifoschlorpyrifos CC99HH1111NONO33ClCl33PSPS

MolecularMolecular WeightWeight :: 350.62 350.62

Massa esatta calcolata: Massa esatta calcolata: 348,925348,925

Quali spettrometri misurano la MASSA ESATTALL’’analisi analisi spettrometricaspettrometrica di massa ad alta risoluzione di massa ad alta risoluzione misura la misura la massa esattamassa esatta della molecola e della molecola e calcolacalcola una serie di possibili una serie di possibili composizioni elementaricomposizioni elementari::

chlorpyrifoschlorpyrifos CC99HH1111NONO33ClCl33PSPS

Massa esatta calcolata: Massa esatta calcolata: 348,925348,925

Le masse esatte degli isotopi Le masse esatte degli isotopi non sono non sono NUMERI INTERINUMERI INTERIanche se il riferimento è costituito da anche se il riferimento è costituito da 1212C (l’unico isotopo ad C (l’unico isotopo ad avere massa intera pari a 12,00000 Da) perché parte della avere massa intera pari a 12,00000 Da) perché parte della massa delle particelle nucleari viene consumata per massa delle particelle nucleari viene consumata per “assemblare le particelle nucleari” nel nucleo stesso“assemblare le particelle nucleari” nel nucleo stesso

MASSA ESATTA

Nel calcolo della massa esatta di una molecola, Nel calcolo della massa esatta di una molecola, a differenza a differenza della massa nominaledella massa nominale, le masse atomiche degli isotopi più , le masse atomiche degli isotopi più abbondanti degli elementi abbondanti degli elementi NON devono essere NON devono essere approssimate.approssimate.

RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

Strumenti a bassa risoluzione forniscono solo la Strumenti a bassa risoluzione forniscono solo la MASSA MASSA NOMINALENOMINALE degli ioni. degli ioni.

Uno strumento a bassa risoluzione può differenziare ioni che Uno strumento a bassa risoluzione può differenziare ioni che hanno hanno massa nominale diversamassa nominale diversa cioè che differiscono di cioè che differiscono di almeno una o più unità di massa. almeno una o più unità di massa. Nello spettro riportato, gli ioni a Nello spettro riportato, gli ioni a m/zm/z 42 e42 e m/zm/z 43 danno due 43 danno due segnali separati:segnali separati:

RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

Il segnale del CO e quello del NIl segnale del CO e quello del N22 non non possono essere separatipossono essere separati

NN22 ; ; COCO

2828

Infatti, CO e NInfatti, CO e N22, che hanno identica massa nominale, , che hanno identica massa nominale, forniscono un unico segnale a massa nominale forniscono un unico segnale a massa nominale 2828;;

OO++

1616

CompositionComposition Nominal MassNominal Mass Exact MassExact Mass

COCO 2828 27.9949127.99491

N2N2 2828 28.0061528.00615

Se si calcola la massa esatta di ciascun composto….Se si calcola la massa esatta di ciascun composto….

si osserva che essi differiscono di 0,01124 Da ….si osserva che essi differiscono di 0,01124 Da ….

∆∆== 0.011240.01124

RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

Strumenti ad alta risoluzione possono separare ioni che Strumenti ad alta risoluzione possono separare ioni che differiscono di 0,01124 Dadifferiscono di 0,01124 Da

RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

27.9949127.99491

28.0061528.00615

In uno strumento ad alta risoluzione si osservano due ioni In uno strumento ad alta risoluzione si osservano due ioni separati di separati di MASSA ESATTA MASSA ESATTA 27.99491 e 28.00615. .

Il POTERE RISOLUTIVO dello strumento determina Il POTERE RISOLUTIVO dello strumento determina la la capacità di separare tra di loro ionicapacità di separare tra di loro ioni di uguale massa di uguale massa nominale ma nominale ma diversa massa esattadiversa massa esatta. .

RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

CompositionComposition Nominal MassNominal Mass Exact MassExact Mass

COCO 2828 27.9949127.99491

N2N2 2828 28.0061528.00615

C2H4C2H4 2828 28.0313028.03130

Gli Gli spettrometrispettrometri ad alta risoluzione permettono di ad alta risoluzione permettono di determinare determinare la massa con una accuratezza fino alla quarta cifra decimalela massa con una accuratezza fino alla quarta cifra decimale

Nell'esame delle caratteristiche di uno strumento è necessario Nell'esame delle caratteristiche di uno strumento è necessario stabilire stabilire cosa si intendacosa si intenda per "separare“ due picchi adiacenti. per "separare“ due picchi adiacenti.

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

Nella figura, gli ioni sono in entrambi i casi separati, ma Nella figura, gli ioni sono in entrambi i casi separati, ma ovviamente la risoluzione è maggiore nel caso ovviamente la risoluzione è maggiore nel caso AA. .

I dati di potere risolutivo sono per convenzione misurati su I dati di potere risolutivo sono per convenzione misurati su coppie di segnali separati tra di loro da una coppie di segnali separati tra di loro da una vallevalle (h) (h) alta il alta il 10% dell'altezza10% dell'altezza (H). (H).

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

10%

Il potere risolutivo viene quindi definito come: Il potere risolutivo viene quindi definito come:

dove M1 è il valore di massa inferiore, M2 è la massa dove M1 è il valore di massa inferiore, M2 è la massa superiore tra due picchi adiacenti.superiore tra due picchi adiacenti.

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

Per es. per separare tra di loro gli ioni CO ed NPer es. per separare tra di loro gli ioni CO ed N22

27.99491427.994914 // (28.006146 (28.006146 -- 27.994914) = 27.994914) = 25002500

CO 27.994914

N2 28.006146

Composition Exact mass

è necessaria una risoluzione di:è necessaria una risoluzione di:

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

M1M1

M2M2

All'aumentare della massa molecolare All'aumentare della massa molecolare èè necessaria una necessaria una risoluzione maggiore. risoluzione maggiore.

Per esempio pPer esempio per separare tra di loro gli ioni Cer separare tra di loro gli ioni C1111HH1010N e CN e C1212HH1212

156.081320156.081320156156CC1212HH1212

156.093896156.093896156156CC1111HH1010NN

ExactExact massmassNominalNominal massmassCompositionComposition

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

è necessaria una risoluzione di:è necessaria una risoluzione di:

156.081320/(156.093896 156.081320/(156.093896 -- 156.081320) = 156.081320) = 1240012400

M1M1

M2M2

Per esempio, pPer esempio, per separare tra di loro gli ioni Cer separare tra di loro gli ioni C1515HH2222OO33 e Ce C1414HH2222NONO33

250.1444250.1444250250CC1414HH2222NONO33

250.1569250.1569250250CC1515HH2222OO33

ExactExact massmassNominalNominal massmassCompositionComposition

è necessaria una risoluzione di:è necessaria una risoluzione di:

250.1444 /(250.1569 250.1444 /(250.1569 -- 250.1444) = 250.1444) = 2001120011

Ma anche questo valore Ma anche questo valore èè raggiungibile da raggiungibile da spettrometrispettrometri ad alta ad alta risoluzione che arrivano fino a 100000.risoluzione che arrivano fino a 100000.

∆∆== 0.01250.0125

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

Tre ioni a Tre ioni a m/zm/z 281 sono separati impiegando uno 281 sono separati impiegando uno strumento con potere risolutivo di 5000. strumento con potere risolutivo di 5000.

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

La risoluzione di uno strumento può essere regolata agendo La risoluzione di uno strumento può essere regolata agendo su fenditure micrometriche che restringono la dispersione del su fenditure micrometriche che restringono la dispersione del fascio ionico. Riducendo l'ampiezza delle fenditure aumenta fascio ionico. Riducendo l'ampiezza delle fenditure aumenta la risoluzione (fino al limite dello strumento), ma diminuisce lla risoluzione (fino al limite dello strumento), ma diminuisce la a sensibilità (meno ioni raggiungono il rivelatore). sensibilità (meno ioni raggiungono il rivelatore).

POTERE RISOLUTIVO DELLO STRUMENTO

Ciascuno strumento Ciascuno strumento èè caratterizzato caratterizzato -- oltre che dal potere oltre che dal potere risolutivo risolutivo -- dalla dalla accuratezzaaccuratezza sulla determinazione di masse sulla determinazione di masse esatte, normalmente espressa in parti per milione (esatte, normalmente espressa in parti per milione (ppmppm). ).

ACCURATEZZA DELLO STRUMENTO

E’ la differenza tra la massa teorica e la massa misurata dallo E’ la differenza tra la massa teorica e la massa misurata dallo strumento :strumento :

Dm accuracy = Dm accuracy = mm realreal –– mmmeasuredmeasured

ppmppm = 10= 1066 * ∆m accuracy / * ∆m accuracy / mmmeasuredmeasured

i.e.: i.e.: theoreticaltheoretical mass: 1000, mass: 1000, measuredmeasured mass: 999.9 error: 100 mass: 999.9 error: 100 ppmppm

Un buon strumento magnetico Un buon strumento magnetico èè in grado di raggiungere una in grado di raggiungere una accuratezza migliore di 2 accuratezza migliore di 2 ppmppm

Il livello di informazione che possiamo ottenere da uno Il livello di informazione che possiamo ottenere da uno spettrometrospettrometro di massa dipende dal suo potere risolutivo. di massa dipende dal suo potere risolutivo. Strumenti a bassa risoluzione forniscono solo la massa Strumenti a bassa risoluzione forniscono solo la massa nominale degli ioni. Strumenti ad alta risoluzione forniscono nominale degli ioni. Strumenti ad alta risoluzione forniscono la massa esatta degli ioni, che in genere definisce la massa esatta degli ioni, che in genere definisce univocamente la univocamente la COMPOSIZIONE ELEMENTARE degli ioniCOMPOSIZIONE ELEMENTARE degli ionicorrispondenti, ovvero la formula bruta. corrispondenti, ovvero la formula bruta.

Massa esatta e composizione elementare

NON SI DEVE NON SI DEVE CONFONDERECONFONDERE MASSA ESATTAMASSA ESATTA CON CON PESO MOLECOLAREPESO MOLECOLARE

MASSA ESATTA

-- La massa esattaLa massa esatta si riferisce ad una molecola composta dagli si riferisce ad una molecola composta dagli isotopi più leggeri di ciascun elemento. isotopi più leggeri di ciascun elemento. Utilizza il Utilizza il peso atomico dell’isotopopeso atomico dell’isotopo più abbondante di ogni più abbondante di ogni elemento. (vedi elemento. (vedi tabella masse esattetabella masse esatte degli isotopi più degli isotopi più abbondanti)abbondanti)

-- Il peso molecolareIl peso molecolare può essere calcolato come la somma dei può essere calcolato come la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi costituenti la molecola.pesi atomici di tutti gli atomi costituenti la molecola.Utilizza il Utilizza il peso atomico dell’elementopeso atomico dell’elemento, così come riportato nella , così come riportato nella tavola periodica degli elementitavola periodica degli elementi, cioè , cioè

BrBr 3535

79,90479,904

bromobromopeso atomicopeso atomico

Peso Atomico

EE’’ la la mediamedia ponderaleponderale delle masse esatte degli isotopi delle masse esatte degli isotopi presenti in natura di quel particolare elemento (presenti in natura di quel particolare elemento (la la sommatoria del prodotto tra la massa relativa di ciascun sommatoria del prodotto tra la massa relativa di ciascun isotopo e la relativa abbondanza isotopica fratto cento)isotopo e la relativa abbondanza isotopica fratto cento)

Peso atomico Peso atomico ((Quello usato in stechiometria, per intendersi)Quello usato in stechiometria, per intendersi)

Peso Atomico

HH 11

1,00791,0079

CarbonCarbonpeso atomicopeso atomico

11HH

22HH

Ad esempio, il peso atomico dell’idrogeno è approssimativamente 1,0081,008.

Come si ottiene questo valore ? …..

Un grammoatomo di H Un grammoatomo di H èè costituito dal 99,984% di costituito dal 99,984% di 11H e dal 0,016% H e dal 0,016% di di 22H (D). H (D). 33H H èè radioattivo e decade molto velocemente.radioattivo e decade molto velocemente.

Di conseguenza al Di conseguenza al peso atomicopeso atomico di H contribuiranno ciascun di H contribuiranno ciascun isotopo, isotopo, 11H e H e 22H, nella sua percentuale relativa H, nella sua percentuale relativa cosicchcosicchèè il peso il peso atomico atomico èè 1,0079.1,0079.

Peso Atomico

Esempio: alcol Esempio: alcol benzilicobenzilico

Formula bruta: CFormula bruta: C77HH88OO

Massa nominale = 108Massa nominale = 108

Peso molecolare: Peso molecolare: 108,14108,14 (7 x 12,011 + 8 x 1,008 + 15,999)(7 x 12,011 + 8 x 1,008 + 15,999)(E’ una (E’ una grammomolegrammomole di sostanza composta da molecole di sostanza composta da molecole contenenti tutti gli isotopi nella percentuale presente in naturcontenenti tutti gli isotopi nella percentuale presente in natura)a)

Massa esatta ≠ peso molecolare

Massa esatta: Massa esatta: 108,06108,06 (7 x 12 + 8 x 1,0078 + 15,9949)(7 x 12 + 8 x 1,0078 + 15,9949)(Si riferisce esclusivamente alla molecola con la seguente(Si riferisce esclusivamente alla molecola con la seguentecomposizione isotopica composizione isotopica 1212CC77

11HH881616O)O)

Esempio: alcol Esempio: alcol benzilicobenzilico

Formula bruta: CFormula bruta: C77HH88OO

Massa esatta ≠ peso molecolare

Massa esatta ≠ peso molecolare

Esempio: un composto dello zincoEsempio: un composto dello zinco

Formula bruta: Formula bruta: CC4545HH2828NN44OZnOZn

Peso molecolare : Peso molecolare : calcolato dalla tavola periodica sarebbe calcolato dalla tavola periodica sarebbe mass mass 706.1324706.1324

Massa esatta: Massa esatta: 704.1555704.1555. .

Questa differenza tra le due misure Questa differenza tra le due misure èè dovuta al fatto che lo dovuta al fatto che lo zinco possiede zinco possiede 5 isotopi5 isotopi naturali. naturali.

Il piIl piùù abbondanteabbondante dei quali pesa dei quali pesa 63.929163.9291. Questo . Questo èè il valore impiegato nel il valore impiegato nel calcolo della massa esatta. Esso ha percalcolo della massa esatta. Esso ha peròò una abbondanza del 48.6 %. Gli una abbondanza del 48.6 %. Gli altri 4 isotopi, sebbene non siano cosaltri 4 isotopi, sebbene non siano cosìì abbondanti sono tutti piabbondanti sono tutti piùù pesanti, pesanti, èècontribuiscono significativamente alla differenza tra il peso atcontribuiscono significativamente alla differenza tra il peso atomico dello omico dello zinco e quello dellzinco e quello dell’’isotopo piisotopo piùù abbondanteabbondante