Espectrometria de Massas: Técnica e Processos

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ACADEMICA: AMANDA CRISTINA LANÇA 
 
RESPOSTAS 
 
1. A espectrometria de massas é uma técnica na qual, moléculas 
gasosas são ionizadas, aceleradas por um campo elétrico e, a seguir, 
separadas de acordo com a massa do analito (técnica de qualificação e 
quantificação de diferentes átomos). O espectrômetro de massa é o 
instrumento utilizado para a realização da técnica da espectrometria de massas 
com dispositivos. No espectro, identificando assim os elementos e isótopos 
presentes na amostra. 
 
2 Íon é uma espécie química eletricamente carregada, um átomo ou 
molécula que, perdeu ou ganhou elétrons num processo conhecido como 
ionização, podendo assim possuir carga positiva ou negativa sendo então, 
chamado de cátion com carga positiva e ânion com carga negativa. 
 
3. A massa de um íon está relacionada com a quantidade de nêutrons 
e prótons em sua estrutura desprezando a massa do elétron. A carga de um íon 
é a quantidade de elétrons e prótons presentes em sua estrutura. 
 
4. Os átomos que têm o mesmo número de prótons e elétrons, mas 
diferentes números de nêutrons são conhecidos como isótopos. 
 
5 A abscissa indica a massa (m/z, razão massa para número de 
cargas nos íons) e a ordenada indica a intensidade relativa. 
 
6. Os Espectrômetros de massas são utilizados tanto na análise de 
compostos com espectro de massas conhecido quanto desconhecido a partir da 
injeção do analito realizado no aparelho. Quando se conhece o espectro de 
massa de um composto, basta realizar uma busca computadorizada em uma 
biblioteca de correspondência de valores massa/carga e seu respectivo 
composto já cadastrado para identificá-lo. No caso de compostos 
desconhecidos, utiliza-se o Íon Molecular, a sequência de fragmentação e 
evidências espectrométricas de outra natureza na tentativa de se identificar o 
novo composto. Na Espectrometria de Massas, um composto ionizado (étodo 
da ionização), em seguida, os íons são separados na base da razão da 
massa pela carga (método da separação dos íons) e o número de íons 
que corresponde a cada "entidade" massa/carga é registrado na forma de 
um espectro. Portanto, a espectrometria de massas identifica entidades 
massa/carga (que correspondem a compostos) devidamente separadas umas 
das outras e expressa esses achados de maneira gráfica (espectro) . 
 
7. O vácuo é necessário porque partículas carregadas interagem 
com os componentes da atmosfera e, são destruídas. 
 
8. São os processos de fragmentação que resultam nos espectros de 
massas e fornecem as informações sobre as espécies moleculares, tornando-se 
importante no diagnóstico da estrutura molecular da amostra. 
 
9. Fontes de ionização por impactos de elétrons (EI) um tubo de íons, 
semelhante aos utilizados nos aparelhos de T V comuns. Um filamento aquecido 
de tungstênio ou rênio emite elétrons que são acelerados em uma câmara por 
uma voltagem imposta entre o filamento e um anodo, esses elétrons com energia 
de 70 eV colidem com as moléculas da amostra, provocando a ionização, bem 
como a fragmentação. Após o gás atravessar a passagem, que liga o 
reservatório de amostra à câmara de ionização, as moléculas neutras chegam 
em uma câmara que é mantida a pressão de 10-4 a 10-7 torr (mm Hg) e 
temperatura de aproximadamente 200oC. Perpendicularmente ao fluxo de gás 
na entrada da câmara, o feixe de elétrons irá bombardear os átomos ou 
moléculas das amostras que são assim ionizadas 
 
10- Ionização química (IQ) utilizada quando se quer reduzir a 
fragmentação na fonte de íons de moléculas de alta massa molecular, 
provocando a colisão entre a molécula neutra da amostra e íons provenientes de 
reagentes na câmara de ionização. No modo IQ admite -se no compartimento de 
ionização um fluxo constante de um reagente na fase gasosa, comumente o 
ula 
do gás reagente, CH4∙+ ou 
+ H2 para produzir um “plasma de íons” estável na fonte, que na próxima 
etapa reage com as moléculas da amostra (MH) por transferência de prótons: 
Processo de ionização normal 
C2H4 
 
11- A ionização por “electrospray” é uma técnica para geração de íons 
a partir de espécies pouco voláteis presentes em fase líquida. Embora seja 
normalmente considerada como uma fonte de ionização, o “electrospray” é, na 
realidade, um processo de transferência de íons pré-existentes em solução para 
a fase gasosa para análise por espectrometria de massas. A ionização por 
“electrospray” envolve a formação de um “spray” eletrostático, a partir do qual 
sãogeradas pequenas gotas carregadas e destas são liberados os íons. É 
necessária uma fonte de alta tensão (1000 a 7000 V) que esteja em contato com 
a solução contendo eletrólitos. 
 
12- O espectro de massas, gerado pela ionização por impacto de 
elétrons das moléculas em estudo, é reprodutivo, equivalente à impressão digital 
molecular, condicionado somente pela energia dos elétrons de ionização de 70 
eV. Graças a este fenômeno, no ano de 1969, foi gerado um banco de dados 
de espectros de massas da maioria das moléculas químicas voláteis pela 
agencia americana NIST (National Institute of Standards and Technology). A 
maioria dos analisadores de GC/MS é comercializada com um banco de dados 
da NIST. 
 
13. Peso molecular dos seguintes compostos: 
 CH4 = 16.0425 
 C2H6 = 30.0690 
 C3H8= 44.0956 
 
14. ‘ Identifique o íon molécula em cada espectro de massas. 
 
 CH4 
 
 
 
 
 C2H6 
 
 
 
 
 
 
Íon molécula – CH4 
Fonte : < https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Formula=CH4&Units=SI&cTC=on&cMS=on> 
Íon molécula – C2H6 
Fonte : < https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Formula=C2H6&Units=SI&cTC=on&cMS=on> 
Fonte : < https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Formula=C3H8&Units=SI&cTC=on&cMS=on> 
 
 
 C3H8 
 
 
 
 
 
15. Faça uma tabela correlacionando os possíveis íons formados na fonte de íons 
para a razão m/z nos espectros de massa incluindo as contribuições isotópicas. 
 
 CH4 
 
 
 
ÍONS RAZÃO 
M/Z 
CONTRIBUIÇÃO ISOTÓPICA 
12C 12 12C1H4 = 16 12C2H4 =20 
13C1H4 = 17 13C2H4 =21 
14C1H4 = 18 14C2H4 =22 
 
 
12C1H; 13C 13 
12C1H2 ; 12C2H1 ;13C1H 14 
12C1H3 ; 13C1H2 ; 13C2H1 15 
12C1H4 ; 12C2H2 ; 12C1H3 16 
13C1H4 ; 13C2H2 ; 14C1H3 17 
Íon molécula – C3H8 
Fonte : autor, 2019 
Fonte : < https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Formula=C3H8&NoIon=on&Units=SI&cMS=on > 
 C2H6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍONS RAZÃO 
M/Z 
CONTRIBUIÇÃO 
ISOTÓPICA 
12C 12 12C21H6 = 30 12C22H6= 36 
13C21H6 = 32 13C22H6 = 38 
14C21H6 = 34 14C22H6 = 40 
 
 
12C1H; 13C 13 
12C1H2 ; 12C2H1 ;13C1H 14 
12C1H3 ; 13C1H2 ; 13C2H1 15 
12C1H4 ; 12C2H2 ; 12C1H3 16 
12C21H1 25 
12C21H2 ; 12C22H1 ; 13C2 26 
12C21H3 ; 13C21H1 27 
12C21H4 ; 12C22H2 ; 13C21H2; 13C22H1 28 
12C21H5 ; 13C21H3 29 
12C21H6 30 
Fonte : autor, 2019 
 C3H8 
 
 
 
 
 
ÍONS RAZÃO 
M/Z 
CONTRIBUIÇÃO ISOTOPICA 
12C1H; 13C 13 12C3
1H8 = 44 
12C3
2H8 = 52 
13C3
1H8 = 47 
13C3
2H8 = 55 
14C3
1H8 = 50 
14C3
2H8 = 58 
 
 
 
 
 
12C1H2 ; 12C2H1 ;13C1H 14 
12C1H3 ; 13C1H2 ; 13C2H1 15 
12C1H4 ; 12C2H2 ; 12C1H3 16 
12C1H7 ; 13C2H3; 13C1H6 19 
12C1H8 ; 12C2H4; 13C1H7 20 
12C1H9 ; 13C2H4; 13C1H8 21 
12C2 24 
12C21H1 25 
12C21H2 ; 12C22H1 ; 13C2 26 
12C21H3 ; 13C21H1 27 
12C21H4 ; 12C22H2 ; 13C21H2; 13C22H1 28 
12C21H5 ; 13C21H3 29 
12C21H6 ; 12C22H3 ; 13C21H4 ; 13C22H2 30 
12C336 
12C31H1 37 
12C31H2 ; 12C32H1 38 
12C31H3; 13C3 39 
12C31H4 ; 12C32H2 ; 13C31H 40 
12C31H5 ; 13C31H2 ; 13C32H1 41 
12C31H6 ; 13C31H3 ; 13C31H3 42 
12C31H7 ; 13C31H4 ; 13C32H2 43 
12C31H8 44 
Fonte : autor, 2019 
16. Porque o íon mais abundante formado durante o processo de ionização 
dá origem ao pico mais abundante- o pico base do espectro. 
Pico base, m/z = 55 
17 O composto cujo espectro de massas é apresentado abaixo 
contém C, H, O e pode conter um halogênio. Identifique o íon 
molecular, o pico base e os conjuntos característicos das 
abundâncias isotópicas. Prepare uma tabela com os fragmentos mais 
importantes, sua abundância relativa e a perda de massa que deu 
origem a esses fragmentos. Use esses dados para propor uma 
estrutura para esse composto. 
12C3H5ClO - Cloreto de propanoílo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCURSOS 
 
 
 
Íon molécula 
M+92 
12C3H5ClO 
M-40 
M-63 
M-75 
M-48 
Pico base 
14C2H5O 
12CH3 
12C2H3 
14C2H5O 
18- 
R: A) I,IV,V 
 
19- 
D – FONTE DE IONIZAÇÃO