mass spectrometry technique

mass spectrometry technique

Mass Spectrometry तकनीक द्वारा स्पेक्ट्रल व्याख्या / गणनाएँ

(M.Sc. Chemistry PrMass Spectrometry Practical (M.Sc Chemistry) – Complete spectral interpretation and calculations using Mass Spectrometry technique including molecular ion peak, base peak, fragmentation pattern, isotopic peaks (M+1), observation table, chart explanation, numerical calculations, result and viva questions in simple Hindi for laboratory exams.actical)

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1. उद्देश्य (Aim)

दिए गए कार्बनिक यौगिक का Mass Spectrum प्राप्त कर उसके

• Molecular ion peak (M⁺)
• Base peak
• Fragmentation pattern
• Molecular weight
  का निर्धारण करना तथा संरचना की पुष्टि करना।

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2. सिद्धांत (Principle)

Mass Spectrometry एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जिसमें अणुओं को आयनीकृत (ionized) करके उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात (m/z) के आधार पर पृथक किया जाता है।

मुख्य चरण:

1. Ionization – Electron impact (EI) द्वारा
2. Fragmentation – अणु छोटे आयनों में टूटता है
3. Separation – m/z अनुपात के अनुसार
4. Detection – स्पेक्ट्रम प्राप्त होता है

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महत्वपूर्ण शब्द:

• Molecular Ion Peak (M⁺) → मूल अणु का द्रव्यमान
• Base Peak → सबसे अधिक तीव्रता वाली पीक (100% intensity)
• Fragment Ion → टूटे हुए आयन
• Isotopic Peak → M+1, M+2 पीक

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3. आवश्यक उपकरण

• Mass Spectrometer (EI Source)
• Sample inlet system
• Vacuum pump
• Detector system
• कंप्यूटर आधारित डेटा रिकॉर्डर

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4. प्रक्रिया (Procedure)

1. नमूने की थोड़ी मात्रा लें।
2. Sample inlet के माध्यम से यंत्र में प्रविष्ट करें।
3. Electron impact ionization (70 eV) लागू करें।
4. उत्पन्न आयनों को mass analyzer से गुजारें।
5. m/z के अनुसार डिटेक्शन करें।
6. प्राप्त स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करें।

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5. प्रेक्षण (Observation)

Mass Spectrum Data

क्रमांक	m/z मान	सापेक्ष तीव्रता (%)	संभावित आयन
1	78	100	Base peak
2	77	60	Fragment
3	51	40	Fragment
4	79	5	M+1 peak

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स्पेक्ट्रम चार्ट

X-axis → m/z (Mass/Charge ratio)
Y-axis → Relative Intensity (%)

सबसे ऊँची पीक = Base peak
Molecular ion peak सामान्यतः उच्च m/z क्षेत्र में दिखाई देती है।

(प्रैक्टिकल फाइल में Mass Spectrum का प्रिंटआउट चिपकाएँ)

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6. गणनाएँ (Calculations)

(1) Molecular Weight निर्धारण

यदि Molecular ion peak = m/z = 78

तो Molecular Weight = 78 g/mol

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(2) M+1 Peak Calculation

यदि
M peak intensity = 100
M+1 peak intensity = 5$$\frac{M+1}{M} \times 100 = \frac{5}{100} \times 100$$

= 5%

यह प्रतिशत Carbon atoms की संख्या बताने में सहायक है।$$\% M+1 \approx 1.1 \times n$$$$5 = 1.1 \times n$$$$n = \frac{5}{1.1}$$$$n \approx 4.5 \approx 5 \text{ carbon atoms}$$

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(3) Fragmentation Analysis

m/z = 77 → Loss of H (M-1)
m/z = 51 → Further ring fragmentation

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7. स्पेक्ट्रल व्याख्या (Interpretation)

• Molecular ion peak 78 पर उपस्थित है।
• Base peak 78 है।
• M+1 peak कम तीव्रता की है।
• Fragmentation pattern Aromatic compound का संकेत देता है।

संरचना संभावित रूप से Benzene जैसी हो सकती है।

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8. परिणाम (Result)

दिए गए नमूने के Mass Spectrum से Molecular weight 78 g/mol निर्धारित हुआ।
Fragmentation pattern एवं isotopic peaks के आधार पर यौगिक की संरचना की पुष्टि की गई।

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9. सावधानियाँ (Precautions)

1. यंत्र में उच्च वैक्यूम बनाए रखें।
2. नमूना शुद्ध होना चाहिए।
3. अधिक मात्रा में नमूना न डालें।
4. Calibration सही हो।
5. Electrical parameters नियंत्रित रखें।

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10. Viva Questions

1. Base peak क्या है?
2. Molecular ion peak क्या दर्शाती है?
3. M+1 peak का महत्व क्या है?
4. Electron impact ionization क्या है?
5. Mass spectrum में fragmentation क्यों होता है?