Halaman ini menjelaskan bagaimana menentukan massa rumus relatif (massa molekul relatif) suatu senyawa organik dari spektrum massanya. Halaman ini juga menunjukkan bagaimana spektrum massa resolusi tinggi dapat dipakai untuk menentukan rumus molekul suatu senyawa.
Ion molekuler disimbolkan dengan M+ atau
– titik pada versi yang kedua menunjukkan fakta bahwa pada ion terdapat elektron tunggal tak berpasangan. Merupakan setengah dari pasangan elektron dalam keadaan normal – setengah yang lain dihilangkan pada proses ionisasi.
Ion molekuler cenderung tidak stabil dan pecah menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil. Fragmen-fragmen ini menghasilkan diagram garis. Fragmentasi tidak relevan dibahas di halaman ini – kita lebih memfokuskan pada ion molekuler.
Menggunakan ion molekuler untuk menentukan massa rumus relatif
Pada spektrum massa, ion paling berat (ion dengan nilai m/z paling besar) akan dianggap sebagai ion molekuler. Beberapa senyawa mempunyai spektra massa yang tidak mengandung puncak ion molekuler, karena semua ion molekuler pecah menjadi fragmen-fragmen.
Sebagai contoh, pada spektrum massa pentana, ion paling berat mempunyai m/z 72.
Karena nilai m/z terbesar adalah 72, itu menunjukkan ion terbesar yang melewati spektrometer massa – dan anda dapat menganggap itu sebagai ion molekuler. Karena itu, massa rumus relatif senyawa tersebut adalah 72.
Menentukan massa rumus relatif (massa molekul relatif) dari spektrum massa adalah mudah. Carilah puncak dengan nilai m/z tertinggi, nilai itu merupakan massa rumus relatif senyawa.
Dengan demikian, ada kerumitan yang muncul karena kemungkinan ada isotop yang berbeda (misal pada karbon, klorin, atau bromin) pada ion molekuler. Kasus ini dibahas di halaman terpisah.
Pada spektrometer massa resolusi tinggi, puncak ion molekuler untuk dua senyawa memberikan nilai m/z sebagai berikut:
Setelah sedikit berhitung, anda akan mendapatkan 3 gas yang memiliki massa rumus relatif mendekati 28 dan yang mengandung unsur-unsur dari daftar. Yaitu N2, CO dan C2H4.
Perhitungan massa rumus relatifnya secara akurat diperoleh:
Menggunakan spektrum massa untuk menentukan massa rumus relatif
Pembentukan ion molekuler
Ketika sampel organik yang teruapkan melewati kamar ionisasi spektrometer massa, uap akan ditembak oleh berkas elektron. Elektron-elektron ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan sebuah elektron dari molekul organik untuk membentuk ion positif. Ion ini disebut ion molekuler.Ion molekuler disimbolkan dengan M+ atau
– titik pada versi yang kedua menunjukkan fakta bahwa pada ion terdapat elektron tunggal tak berpasangan. Merupakan setengah dari pasangan elektron dalam keadaan normal – setengah yang lain dihilangkan pada proses ionisasi.Ion molekuler cenderung tidak stabil dan pecah menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil. Fragmen-fragmen ini menghasilkan diagram garis. Fragmentasi tidak relevan dibahas di halaman ini – kita lebih memfokuskan pada ion molekuler.
Menggunakan ion molekuler untuk menentukan massa rumus relatif
Pada spektrum massa, ion paling berat (ion dengan nilai m/z paling besar) akan dianggap sebagai ion molekuler. Beberapa senyawa mempunyai spektra massa yang tidak mengandung puncak ion molekuler, karena semua ion molekuler pecah menjadi fragmen-fragmen.
Sebagai contoh, pada spektrum massa pentana, ion paling berat mempunyai m/z 72.
Menentukan massa rumus relatif (massa molekul relatif) dari spektrum massa adalah mudah. Carilah puncak dengan nilai m/z tertinggi, nilai itu merupakan massa rumus relatif senyawa.
Dengan demikian, ada kerumitan yang muncul karena kemungkinan ada isotop yang berbeda (misal pada karbon, klorin, atau bromin) pada ion molekuler. Kasus ini dibahas di halaman terpisah.
Menggunakan spektrum massa untuk menentukan rumus molekul
Sejauh ini kita telah melihat nilai m/z pada spektrum massa sebagai angka keseluruhan, tetapi mungkin juga untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dengan menggunakan spektrometer massa resolusi tinggi. Anda dapat menggunakannya untuk informasi yang lebih akurat tentang massa ion molekuler untuk mengetahui rumus molekul suatu senyawa.Massa-massa isotop yang akurat
Untuk fungsi perhitungan normal, anda cenderung untuk menggunakan massa isotop relatif. Sebagai contoh, anda terbiasa dengan angka-angka:| 1H |  | 1 |
| 12C | | 12 |
| 14N | | 14 |
| 16O | | 16 |
| 1H | | 1.0078 |
| 12C | | 12.0000 |
| 14N | | 14.0031 |
| 16O | | 15.9949 |
Menggunakan nilai yang akurat ini untuk menentukan rumus molekul
Dua senyawa organik sederhana mempunyai massa rumus relatif 44 – propena, C3H8, dan etanal, CH3CHO. Dengan spektrometer massa resolusi tinggi, anda dapat dengan mudah menentukan senyawa yang manakah yang anda miliki.Pada spektrometer massa resolusi tinggi, puncak ion molekuler untuk dua senyawa memberikan nilai m/z sebagai berikut:
| C3H8 | | 44.0624 |
| CH3CHO | | 44.0261 |
Pertanyaan yang mungkin di ujian
Suatu gas diketahui hanya mengandung unsur-unsur dari daftar berikut:| 1H | | 1.0078 |
| 12C | | 12.0000 |
| 14N | | 14.0031 |
| 16O | | 15.9949 |
Setelah sedikit berhitung, anda akan mendapatkan 3 gas yang memiliki massa rumus relatif mendekati 28 dan yang mengandung unsur-unsur dari daftar. Yaitu N2, CO dan C2H4.
Perhitungan massa rumus relatifnya secara akurat diperoleh:
| N2 | | 28.0062 |
| CO | | 27.9949 |
| C2H4 | | 28.0312 |