MS didasarkan pada pengubahan komponen cuplikan menjadi ion-ion gas yang kemudian diukur spektrumnya. Ion-ion tersebut terbentuk melalui proses pemecahan molekul akibat serangan elektron, lalu dipisahkan berdasarkan rasio massa terhadap muatan (m/e) menggunakan medan magnet dan listrik. MS berguna untuk analisis kualitatif dan kuantitatif zat organik maupun anorganik.

1. SPEKTROSKOPI MASSA
(MASS SPECTROSCOPY, MS)
KIMIA INSTRUMEN
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
UPI BANDUNG
2001

2. Prinsip Dasar
MS didasarkan pada pengubahan komponen cuplikan, (M)
menjadi ion-ion gas cuplikan (M+)
Sinar e- 50-100 eV
Ion-ion
M M M++ 2e- kecil
Gas netral (hampa)
Pengukuran
spektrum
(m/e)

3. Proses pemecahan komponen
ABCD e- ABCD e -
A BCD
A BCD ABCD e-
B A
CD AB
A B
AB CD

4. Kualitatif Organik
MS
Kuantitatif Anorganik
IR
Bangun molekul
MR senyawa organik
Mr Senyawa
MS

5. Diagram Alat MS
Sistem Hampa
Sistem Sumber Penganalisa Pengolah
Detektor
Masukkan ion Massa sinyal
Pembacaan

6. Sumber Ion:
- Mengubah komponen cuplikan menjadi partikel bermuatan
- Pemecahan molekul analit kadang-kadang menghasilkan
spektrum partikel bermuatan dengan m/e yang berbeda
partikel (+) dan (-) satu persatu dikeluarkan dari sumber
ion

7. Penganalisa Massa :
•Alat pendispersi yang berfungsi sama seperti prosma.
•Dispersi ini didasarkan pada massa partikel-partikel bermuatan.
Ciri khusus: semua komponen sebelum detektor
bertekanan rendah (10-4 - 10-8 torr)

8. Gambar Alat MS

9. Sumbangan/kontribusi Isotop-isotop
ISOTOP KONTRIBUSI ISOTOP KONTRIBUSI ISOTOP KONTRIBUSI
(%) (%) (%)
12 12
C 98,89 C 1,11
1 2
H 99,89 H 0,01*
14 15
N 99,64 N 0,36*
16 17 18
O 99,76 O 0,04* O 0,20
35 37
Cl 75,53 Cl 24,47
137
I 100
19 12
F 100 C
79 81
Br 50,52 Br 49,48
32 33 33
S 95,52 S 0,35 S 4,22
* diabaikan

10. Prinsip
Gaya sentripetal magnet, FM H = kekuatan medan magnet
e = muatan ion
FM H eν = kecepatan partikel
Gaya sentrifugal penyeimbang, Fe
2
mν m = massa partikel
Fe
r r = jari-jari kelengkungan
Energi kinetik partikel, E
V = tegangan percepatan
E e.V 1
2 mν 2 yang digunakan dalam
daerah ionisasi

11. Semua partikel yang mempunyai muatan sama, tidak memperhatikan massa,
dianggap memperoleh energi kinetik yang sama selama percepatan di
medan listrik
Kondisi FM = Fe ,agar partikel jalan melingkar
mν 2
mν
H eν He
r r
Her
ν
m
mν 2 m H 2 e2 ν 2
eν 1 m
2
1
2 2
m m
m H2 r2
e 2ν

12. Spektrum massa dapat diperoleh dengan mengubah salah satu dari
tiga variabel (H; ; r).
Puncak Ion Molekul, M
Terjadi pada suatu massa yang sesuai dengan Mx dari
molekul netralnya.

13. Spektrum massa metilen klorida
CH2Cl+ (49)
100 CH2Cl2(84)
M+
80
12C 1H 35Cl 37Cl(86)
60
40 13C 1H 35Cl 37Cl (87)
13C 1H 35Cl (85)
20 2 12C 1H 37Cl
2 (88)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
- Puncak ion molekul metilen klorida terjadi pada m/e = 84
- Puncak ion molekul biasanya terdapat pada kumpulan puncak
paling kanan di dalam spektrum massa

14. Base peak (puncak utama): puncak terbesar di dalam spektrum
- kerapkali ditandai dengan tinggi 100 atau 1000
- puncak lain dibandingkan dengan puncak lain
- base peak merupakan pecahan molekul yang mempunyai massa
lebih kecil dari Mr senyawa aslinya.
- contoh: untuk metilen klorida, base peak terjadi pada massa 49
sesuai dengan ion yang terbentuk dengan hilangnya
satu atom klor.

15. H H
CH2Cl2 + e- 2e- + H C Cl+ H C Cl+ +
Cl
metilen klorida ion molekul
Cl base peak
Cl
Contoh lain
CH3 CH3
e
CH3 - CH - CH2 - CH3 [CH3 - CH - CH2 - CH3] +
M+
2-metilbutana m/e = 72
CH3 - C+H - CH2 - CH3 +CH3
base peak
m/e = 72

16. Contoh lain
CH3 CH3 CH3
CH3 C OH [CH3 C OH]+ C+= OH + CH3
CH3 CH3 CH3
base peak
- CH3 dibentuk dari CH3+ karena kestabilan ion karbon
CH3 CH3
CH3 C+ CH3 > CH3 C+ CH3 > C+H3

17. Puncak isotop
- terjadi pada massa > dari ion utama dengan 1- 4 bagian massa
- contoh untuk metilen klorida, isotop yg penting adalah :
12C 1H 35Cl = 84
2 2
13C 1H 35Cl = 85
2 2
12C 1H 35Cl 37Cl = 86
2
13C 1H 35Cl 37Cl = 87
2
12C 1H 37Cl = 88
2 2
Ukuran puncak isotop bergantung pada jumlah relatif isotop di alam
Contoh perbandingan relatif: 35Cl : 37Cl = 3 : 1
79Br : 81Br= 1 : 1

18. Contoh Spektrum Massa

19. Contoh Spektrum Massa