Chemische Ionisation

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Schema der chemischen Ionisation

Die Chemische Ionisation (CI) ist ein Ionisierungsverfahren, das in Massenspektrometern benutzt wird. Sie wird besonders zur Bestimmung der molaren Masse leicht fragmentierender Substanzen eingesetzt. Da die Probe vor der Ionisation in den gasförmigen Zustand überführt werden muss, kann die Methode also nur für im Hochvakuum unzersetzt verdampfbare Substanzen verwendet werden.

Die Chemische Ionisation ähnelt der Elektronenstoßionisation (EI) sehr stark. In der Regel sind CI-Spektren jedoch deutlich weniger fragmentiert als entsprechende EI-Spektren. Da die auf das Probenmolekül übertragene Überschussenergie gering ist, wird die Fragmentierung unterdrückt. Man erzeugt daher hauptsächlich Quasi-Molekülionen.

Reaktantgase[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dabei wird in die Ionenquelle zu den thermisch verdampften Probenmolekülen ein Überschuss an Reaktantgas (z. B. Ammoniak, Isobutan, Methan) eingelassen, das durch Elektronenbeschuss (150 eV) ionisiert wird. Die durch den Elektronenbeschuss gebildeten Primärionen des Reaktantgases reagieren durch eine Serie von Stößen mit weiteren Reaktantgasmolekülen zu den eigentlich ionisierend wirkenden stabilen Ionen, den CI-Plasmaionen.

Methan[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Elektron schlägt aus einem Methanmolekül ein Elektron heraus unter Bildung eines Methanradikalkations. Von diesem kann sich wieder ein Wasserstoffradikal abspalten und ein Methylkation bleibt zurück.
Kettenreaktion: Methanradikalkation reagiert mit Methan zu einem Carboniumion und einem Methylradikal.
Dimerisierungsreaktion

Isobutan[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ammoniak[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bildung der Molekülionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Werden die zu analysierenden Moleküle (M) eingebracht, so reagieren diese unter Bildung von geladenen Molekülionen.

(Protonierung)
(Hydridabspaltung)

Neben der Protonierung werden auch durch Anlagerung von Reaktantgasionen gebildete Analytionen beobachtet (z. B. auch bei NH4+).

(Adduktbildung)
(Ladungsaustausch)

Varianten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Chemischen Ionisation entstehen auch negative Ionen, die man durch Umpolen der Spannungen in der Ionenquelle detektieren kann (negative Chemische Ionisation, NCI). Eine Methode, bei der man auf das Hochvakuum verzichtet, ist die Chemische Ionisation bei Atmosphärendruck.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]