Spektra Massa – Puncak M+2

Ditulis oleh Jim Clark pada 20-11-2007

Halaman ini menjelaskan bagaimana puncak M+2 pada suatu spektrum massa muncul dengan adanya atom klorin dan bromin dalam suatu senyawa organik. Halaman ini juga menjelaskan sedikit tentang adanya puncak M+4 pada senyawa yang mengandung dua atom klorin.

Pengaruh atom klorin dan bromin pada spektrum massa senyawa organik

Senyawa yang mengandung atom klorin

Satu atom klorin dalam suatu senyawa

Puncak ion molekuler (M+ dan M+2) masing-masing mengandung satu atom klorin – tetapi klorin dapat berupa dua isotop klorin, ³⁵Cl dan ³⁷Cl.
Ion molekuler yang mengandung isotop ³⁵Cl mempunyai massa rumus relatif 78. Sedangkan yang mengandung ³⁷Cl mempunyai massa rumus relatif 80 – oleh karena itu ada dua garis pada m/z = 78 dan m/z = 80.
Perhatikan bahwa perbandingan tinggi puncaknya 3 : 1. Hal itu menunjukkan fakta bahwa klorin mengandung isotop ³⁵Cl 3 kali lebih banyak daripada isotop ³⁷Cl. Itu artinya bahwa akan ada 3 kali lebih banyak molekul yang mengandung isotop yang lebih ringan daripada yang lebih berat.
Jadi . . . jika anda melihat pada daerah ion molekuler, dan menemukan dua puncak terpisah sejauh 2 unit m/z dan perbandingan tinggi puncaknya 3 : 1, itu menunjukkkan pada anda bahwa molekul tersebut mengandung 1 atom klorin.
Anda dapat juga melihat pola yang sama pada spektrum massa di atas yaitu pada m/z = 63 dan m/z = 65. Pola itu disebabkan oleh ion fragmen yang juga mengandung satu atom klorin – yang dapat berupa ³⁵Cl atau ³⁷Cl. Fragmentasi yang menghasilkan ion itu adalah:

Dua atom klorin dalam suatu senyawa

Garis-garis pada daerah ion molekuler (pada m/z 98, 100, dan 102) muncul karena adanya berbagai kombinasi isotop klorin yang mungkin. Karbon dan hidrogen menambah 28 – jadi berbagai ion molekuler yang mungkin adalah:

28 + 35 + 35 = 98
28 + 35 + 37 = 100
28 + 37 + 37 = 102

Jika anda memahami matematika, anda dapat menunjukkkan bahwa peluang dari penyusunan ini muncul dengan perbandingan 9:6:1 – dan ini adalah perbandingan tinggi puncak. Jika anda tidak mengetahui benar matematika, cukup mengetahui perbandingan ini saja!
Jadi . . . jika anda mempunyai 3 garis pada daerah ion molekuler ( M+, M+2, dan M+4) dengan jarak masing-masing 2 unit m/z, dan dengan perbandingan tinggi puncak 9:6:1, maka senyawa tersebut mengandung 2 atom klorin.

Senyawa yang mengandung atom bromin

Bromin mempunyai dua isotop, ⁷⁹Br dan ⁸¹Br dengan perkiraan perbandingan 1 : 1 (50,5 : 49,5 jika anda ingin lebih rumit!). Itu artinya bahwa suatu senyawa yang mengandung 1 atom bromin akan mempunyai dua puncak dalam daerah ion molekuler, tergantung pada isotop bromin mana yang terdapat pada ion molekuler.
Tidak seperti senyawa yang mengandung klorin, di sini dua puncak akan mempunyai tinggi yang hampir sama.

Karbon dan hidrogen akan menambah 29. Oleh karena itu nilai m/z puncak M+ dan M+2 adalah:

29 + 79 = 108
29 + 81 = 110

Jadi . . . jika anda mempunyai dua garis pada daerah ion molekuler dengan jarak 2 unit m/z dan dengan tinggi yang hampir sama, itu menunjukkan keberadaan atom bromin dalam suatu molekul.