PřF:C6790 Hmotnostní spektrometrie - Informace o předmětu

C6790 Hmotnostní spektrometrie

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 20. 2. až Po 22. 5. St 9:00–10:50 C12/311

Předpoklady

Základní kurz fyzikální chemie, Chemická struktura, Kvantová chemie I. (C3140,C4020, C5020, C4060)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analytická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Analytická chemie (program PřF, M-CH)
• Anorganická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Anorganická chemie (program PřF, M-CH)
• Anorganická chemie (program PřF, N-CH)
• Biochemie (program PřF, M-CH)
• Fyzikální chemie (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Fyzikální chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Fyzikální chemie (program PřF, D-CH4)
• Fyzikální chemie (program PřF, M-CH)
• Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
• Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH) (2)
• Chemie odborná (program PřF, M-CH)
• Chemie životního prostředí (program PřF, D-CH) (2)
• Chemie životního prostředí (program PřF, M-CH)
• Makromolekulární chemie (program PřF, M-CH)
• Materiálová chemie (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Materiálová chemie (program PřF, D-CH4)
• Organická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Organická chemie (program PřF, M-CH)
• Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-CH)
• Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Po skončení kurzu bude student znát principy a vývoj hmotnostní spektrometrie, metody ionisace a desorpce molekul: Ionisace elektrony, metody chemické ionisace,ionisace polem a desorpce polem. Ionisace laserem, MALDI, ionisaci bombardováním rychlými atomy a ionty.
Student porozumí principům separace iontů v hmotnostní spektrometrii sektorovými hmotnostními spektrometry, detekci metastabilních iontů, a separaci iontů dynamickými hmotnostními spektrometry.
Student porozumí spojení chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií: GC-MS, LC-MS, termosprej, elektrosprej, naučí se analýzovat povrchy pevných látek: SI-MS, a porozumí principům stopové analýzy: SS-MS, ICP-MS, použití sondy pro přímý vstup, membránový vstup, vysokoteplotní hmotnostní spektrometrii. Naučí se hledat v knihovnách spekter.
Cílem kurzu je poskytnout posluchačům základní informace o hmotnostní spektrometrii, které jim umožní orientaci při použití metody v praxi.

Osnova

• 1. Postavení hmotnostní spektrometrie mezi spektrometrickými metodami. Fyzikálně-chemické a analytické informace. Základní a molekulární pík. 2. Ionizace nárazem elektronů. Podmínky ionizace nárazem elektronů. Kritické potenciály, fragmentace. Statistická teorie fragmentace. Ionizace polem. 3. Hlavní typy reakcí monomolekulárního rozpadu iontů organických sloučenin. Štěpení vazeb. Přesmyky. 4. Metody chemické ionisace (CI a NCI). Ionisace při atmosferickém tlaku (API a APCI). Fragmentace quasimolekulárních iontů. Kondenzační reakce. 5. Metody desorpce: elektrickým polem, laserem, plazmou 252Cf, rychlými atomy a ionty. 6. Hmotnostní analyzátory I. Základní pojmy vakuové techniky. Sektorové hmotnostní spektrometry. Přístroje s dvojitou fokusací. Detekce metastabilních iontů. 7. Hmotnostní analyzátory II. Dynamické analyzátory. Kvadrupólové hmotnostní spektrometry. Monopólový analyzátor. Iontová past. Iontová cyklotronová rezonance. Průletové hmotnostní spektrometry. Detektory iontů. 8. Kombinace chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií I. Plynová chromatografie - GC/MS, SFC/MS, TLC/MS. 9. Kombinace chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií II. Kapalinová chromatografie - LC/MS. Termosprej, elektrosprej, particle beam. 10.Tandemová hmotnostní spektrometrie. Srážková aktivace. Uspořádání sektorových tandemových spektrometrů. Iontová past jako tandem. Interpretace hmotnostních spekter. 11.Kvantitativní hmotnostní spektrometrie organických sloučenin. Typová spektra. Isotopické píky. Zřeďovací analýza. 12.Hmotnostní spektrometrie v anorganické chemii. Analýza povrchů pevných látek - SIMS. Stopová analýza - SSMS, ICP-MS. 13.Vysokoteplotní hmotnostní spektrometrie. Analýza rovnovážných tenzí par. Získávání termodynamických údajů. Hmotnostní spektrometrie pro pevné látky (DIP). 14.Netradiční hmot.spektrometrie: membránový vstup (MIMS), elektrochemický vstup (DEMS). Správná laboratorní praxe. Knihovny spekter. Současné komerční hmotnostní spektrometry.

Literatura

• BARKER, James. Mass spectrometry : analytical chemistry by open learning. Edited by David J. Ando. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 1998, xxii, 509. ISBN 0-471-96764-5. info

Výukové metody

Teoretická příprava formou přednášek s užitím mnoha praktických příkladů.

Metody hodnocení

Ústní zkouška, analýza 2 hmotnostních spekter.

Informace učitele

K úspěšnému ukončení předmětu se požaduje znalost výše uvedené látky včetně schopnosti řešení praktických příkladů. Hlavní okruhy otázek: Způsoby ionisace a desorpce. Způsoby separace iontů: sektorové hmotnostní analyzátory, dynamické hmotnostní analyzátory. Kombinace chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií: spojení GC-MS, LC-MS. Kvantitativní analýza a stopová analýza v hmotnostní spektrometrii. Hlavní typy rozpadu organických sloučenin v hmotnostním spektrometru a analýza hmotnostních spekter. Knihovny spekter. Znalosti a praktické dovednosti, které by měl student nabýt absolvováním předmětu: Student bude schopen se orientovat v problémech použití hmotnostní spektrometrie v chemii. Bude schopen analyzovat jednoduchá spektra a používat hmotnostního spektrometru ke kvantitativní a kvalitativní analýze a řešení struktury chemických látek.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

• Statistika zápisu (jaro 2017, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2017/C6790