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化学 高校生

マススペクトルについてこの図が示しているのがどういったことなのか、説明を読んでも分からなかったので教えて頂きたいです。 よろしくお願いいたします。

質量分析法 (マススペクトル) 次の文を読み,問1,2に答えよ。 ただし,原子量はH=1.0, C=12,0=16, F = 19, P =31 とする。 <神経ガス > タブン (1937年),サリン (1938年), ソマン (1944年)は,第二次世界大戦中にドイツで開発 された化学兵器 (神経ガス)である。 しかし、終戦のため実戦で使用されることはなかった。神 経ガスは合成のための設備が比較的簡単なため、核兵器に比べ, 多くの国で作られている。現 在ではこれらの化学兵器は世界各地で合成貯蔵されており,その廃棄が国際問題となってい る。 (b) (a) CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 43 B 29 39 15 130 20 30 53 2 40 10 50 図1-1 - (A) 0 CH 3 CH-P-O-CH 次に図1-2(A)に神経ガスのサリンの構造式, (B)にそのマススペクトルを示す。 ヘキサンのマススペクトル 60 _6971 70 80m/z CH3 <質量分析法> 化学物質の同定には,質量分析法が用いられる。 同定したい分子に高エネルギーをもたせた 電子を衝突させてイオン化し,さらに, 化学結合を切断することによって, いくつかの断片 (フ ラグメント)が得られる。 イオン化した分子量と同じ質量数(m) をもつ分子を親ピーク (分子ィ オンピーク), 親ピークより質量数の少ないピークをフラグメントとよぶ。 また, 信号強度の最 も強いピークを基準ピークという。 これらのイオン化した分子やフラグメントの質量数を横軸, 信号強度(イオン量)を縦軸にとったものがマススペクトルである。これらのパターンから分子 が同定される。 なお,電荷数 (z)は1をとることが多く, フラグメントに1価だけが観測され る場合,m/zはmと同じ数値になり,各フラグメントの質量数と一致する。 本問題では z=1 のみとする。 例として, 図1-1 (A)にヘキサンの構造式, (B)にそのマススペクトルを示す。 親ピークは m/z= 86, 基準ピークはm/z=57である。 下記の図に示すように,m/z=71は結合(a)が切断 され,メチル基 (-CH) が脱離したフラグメント, m/z=57は結合(b)が切断され,エチル基 (-CH2CH)が脱離したフラグメントである。 (B) 信号強度 F 99 L (2) 43 81 125 1 (1) 147 67 199 - 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240m/z 図 1-2 サリンのマススペクトル

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化学 高校生

別解の意味をもう少し分かりやすく説明してほしいです。

14:42 6月6日 (金) 4/22 1/30 基本例題24 気体の溶解度 タ 今100% H=1.0 C=12 N=14 0=16 →問題 238 239 水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に 22mL 溶ける。 次の各問いに答えよ。 20℃ 5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 4090℃, 5.0×10 Paで、1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mL か。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて,0℃, 9.0×10 Paに保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 ■ 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 2.2×10-2L =9.82×10-4mol ■ 解答 (1) (1)0℃, 1.0×105 Pa におけ る溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 0℃, 1.0×10 Paで溶ける水素の物質量は, -5.0×105 1.0×105 (2) 気体の状態方程式を用い る。 別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では, 圧力が変わっても一定である。 (3) 混合気体の場合,気体の 溶解度は各気体の分圧に比例 する。 1/28 1/22 9301/31 22.4L/mol cite 3 mal 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, 9.82×10-4molx -=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol (2) 気体の状態方程式 PV=nRT から Vを求める。 4.91×10-3mol×8.3×10°Pa・L/(K・mol)×273K 5.0×105 Pa V= =2.2×10-L=22mL 第Ⅲ章 物質の 【別解 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5 倍になる。 しかし、この圧力下で溶ける気体の体積は, ボイ ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mL になる。 (3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4 = 2.5×10 Pa なので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10-4molx (2.5×105/1.0×105) = 2.5×10 -3 mol 閉じる

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