Prioriteit: 🔴 Hoog
In 7 van de 8 onderzochte examenjaren, meestal als “leid af welk neutraal deeltje is afgesplitst” of “leg uit met een berekening dat de piek bij m/z = … hoort bij …” (2–3p).
Wat moet je kunnen?
- Het molecuulion herkennen en de m/z-waarde koppelen aan een molecuulmassa.
- Uit het massaverschil tussen twee pieken het afgesplitste neutrale deeltje afleiden.
- Isotopenpatronen verklaren (bijvoorbeeld Cl: pieken 2 uit elkaar in verhouding ongeveer 3 : 1).
- Met een spectrum een structuur of mechanisme bevestigen of uitsluiten.
De kern
- Ionen hebben meestal lading 1+, dus m/z = massa van het ion.
- Molecuulion (M⁺): het hele molecuul min één elektron, m/z = molecuulmassa.
- Fragmentatie: M⁺ valt uiteen in een ion (zie je) en een neutraal deeltje (zie je niet). Het neutrale deeltje vind je uit het verschil.
| Massaverschil | Afgesplitst |
|---|---|
| 1 | H |
| 15 | CH₃ |
| 17 | OH |
| 18 | H₂O |
| 28 | CO of C₂H₄ |
| 29 | C₂H₅ of CHO |
| 44 | CO₂ |
- Rekenen met de massa’s van de isotopen (¹H = 1, ¹²C = 12, ¹⁶O = 16, ³⁵Cl = 35), niet met gemiddelde atoommassa’s.
- Isotopen: chloor is ongeveer 76% ³⁵Cl en 24% ³⁷Cl, dus een Cl-houdend ion geeft pieken bij M en M+2 in verhouding ongeveer 3 : 1. Met Cl-atomen krijg je pieken.
- Deuterium (D = ²H) als label: een fragment dat D bevat, ligt 1 hoger per D.
Zo wordt het gevraagd
- “Leid de molecuulformule van het neutrale fragment Y af” uit het verschil tussen twee m/z-waarden (2023-2).
- “Leg uit met behulp van een berekening dat de piek bij m/z = 794 hoort bij peptideketen 1” (2024-2): massa berekenen, let op het verlies van H⁺ bij het ioniseren.
- “Leg uit dat de piekenbundel bij m/z = … vier pieken bevat” (2022-3): isotopen van Cl.
- “Leg uit dat het massaspectrum een aanwijzing geeft dat het mechanisme … niet juist kan zijn” (2024-2): verwachte piek ontbreekt of verschuift door D.
- Een piek die ontbreekt kan juist het bewijs zijn (2019-2: volgorde NOO of ONO).
Uitgewerkt voorbeeld
Afgesplitst deeltje (examenstijl, vergelijk 2023-2 vraag 19)
Het spectrum van ethanol (C₂H₆O) heeft pieken bij m/z = 46 en 31. Welk neutraal deeltje is bij m/z = 31 afgesplitst?
- Molecuulion: ✓
- Verschil: , dus CH₃ afgesplitst.
- Het ion bij 31 is dan CH₂OH⁺ (). ✓
Isotopenpatroon van chloor (examenstijl, vergelijk 2022-3 vraag 4)
CH₃Cl geeft molecuulionen bij m/z = en .
- Verhouding piekhoogtes: 3 : 1.
- Met twee Cl-atomen: pieken bij M, M+2 en M+4 in verhouding ongeveer 9 : 6 : 1.
Valkuilen
- Rekenen met gemiddelde atoommassa’s (35,45 voor Cl) in plaats van isotoopmassa’s.
- Het ion en het neutrale deeltje verwisselen: je ziet alleen het ion.
- Een massaverschil van 28 zonder uitleg aan één deeltje koppelen (CO en C₂H₄ zijn allebei 28).
- Bij een grote ion-massa vergeten dat de ionisatie ook H⁺ kan toevoegen of verwijderen.
Test jezelf
Een molecuul met drie Cl-atomen: hoeveel pieken zie je in de molecuulion-bundel?
Vier: M, M+2, M+4 en M+6.
Twee pieken liggen bij m/z = 88 en 70. Welk deeltje is afgesplitst?
: H₂O.
Welke analysetechniek gebruik je om de verhouding ³He/⁴He te bepalen?
Massaspectrometrie: de isotopen hebben een verschillende massa.
Examenvragen om te oefenen
Doe deze vragen uit echte examens
- 2023 tijdvak 2, vraag 19: molecuulformule van het neutrale fragment uit een massaverschil (2p)
- 2024 tijdvak 2, vraag 4 en 17: piek bij m/z = 794 verklaren, mechanisme uitsluiten met het spectrum (2p + 2p)
- 2022 tijdvak 3, vraag 3–4: isotopensamenstelling van een molecuulion, vier pieken door Cl
- 2019 tijdvak 2, vraag 24–25: NOO of ONO uit een (ontbrekende) piek (2p + 2p)
- 2018 tijdvak 2, vraag 3: massaverhouding van drie stoffen uit een spectrum (2p)
Alle vindplaatsen
Aangetroffen in 7 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 87,5%.
- 2025 tijdvak 2: vraag 5
- 2024 tijdvak 2: vraag 4, 16, 17
- 2023 tijdvak 2: vraag 19
- 2023 tijdvak 1: vraag 8
- 2022 tijdvak 3: vraag 3, 4, 22
- 2021 tijdvak 2: vraag 23, 24
- 2019 tijdvak 2: vraag 24, 25
- 2019 tijdvak 1: vraag 27
- 2018 tijdvak 2: vraag 3