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.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. (přednášející)

Garance

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

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

Cílem kurzu je poskytnout posluchačům základní informace o hmotnostní spektrometrii a jejím použití pro studium chemické struktury a pro fyzikálně chemické a analytické účely. Posluchač získá přehled o jednotlivých hmotnostně spektrometrických technikách a schopnost analyzovat hmotnostní spektra. Tyto znalosti mu umožní orientaci při použití metody v praxi.

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu schopen:
- orientovat se ve využití hmotnostní spektrometrie v chemii
- zvolit vhodnou hmotnostně spektrometrickou techniku s ohledem na druh a charakter analyzované látky
- používat hmotnostní spektrometr ke kvalitativní a kvantitativní analýze a k získání fyzikálně chemických informací o chemických látkách
- analyzovat hmotnostní spektra, využívat databáze hmotnostních spekter a řešit chemickou strukturu

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. Studentům budou průběžně zadávány na vypracování kontrolní otázky k probrané látce.

Metody hodnocení

Ústní zkouška a analýza 2 hmotnostních spekter. Součástí hodnocení budou také vypracované kontrolní otázky k probrané látce.

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

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/C6790