Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM4 - TEST WIEDZY NR 12



PYTANIE NR 9.
Rozważ następującą tabelę, która pokazuje wyniki analizy jakościowej nieznanego roztworu za pomocą spektroskopii masowej.
Masa cząsteczkowa (m/z)Intensywność sygnału
18100%
2830%
3210%
Co najprawdopodobniej jest głównym składnikiem roztworu?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Najwyższy pik (100%) występuje przy m/z = 18, co odpowiada masie cząsteczkowej H2O.
Azot (N2) dawałby główny sygnał przy m/z = 28, tlen (O2) przy m/z = 32, a CO2 przy m/z = 44. Dlatego najbardziej prawdopodobnym głównym składnikiem jest woda.

Pełne wyjaśnienie:

W spektrometrii masowej (MS) analizuje się jony i ich stosunek masy do ładunku m/z. W zadaniu podano intensywności względne pików, gdzie 100% oznacza pik bazowy (najsilniejszy sygnał), zwykle odpowiadający dominującemu składnikowi lub najczęściej powstającemu jonowi.

Największą intensywność ma sygnał przy m/z = 18. Taka wartość jest charakterystyczna dla wody (H2O), ponieważ jej masa cząsteczkowa wynosi 18 u. To uzasadnia wybór odpowiedzi "Woda (H2O)" jako najbardziej prawdopodobnego głównego składnika.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są mniej trafne?

  • Azot (N2) ma masę cząsteczkową 28, więc w przypadku dominacji N2 oczekiwano by piku głównego przy m/z = 28. Tutaj m/z = 28 ma tylko 30%.
  • Tlen (O2) ma masę cząsteczkową 32, więc dominacja O2 dawałaby silny sygnał przy m/z = 32. W tabeli m/z = 32 ma 10%.
  • Ditlenek węgla (CO2) ma masę cząsteczkową 44, której w ogóle nie ma w zestawieniu pików. To czyni CO2 mało prawdopodobnym jako główny składnik.

Wskazówka egzaminacyjna: w prostych zadaniach jakościowych najpierw porównaj pik bazowy z masami cząsteczkowymi kandydatów, a dopiero potem analizuj piki słabsze jako możliwe domieszki, tło lub fragmenty.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co oznacza m/z w spektrometrii masowej?
m/z to stosunek masy jonu (m) do jego ładunku (z). W praktyce wiele jonów ma ładunek +1, więc m/z często odpowiada wprost masie jonu w jednostkach umownych. Na tej podstawie porównuje się piki z masami cząsteczkowymi związków.
Jak rozpoznać główny składnik próbki z widma MS?
Najpierw znajdź pik bazowy (o intensywności 100%). Następnie sprawdź, któremu z rozważanych związków odpowiada jego m/z (masa cząsteczkowa lub typowy jon). Piki o niższej intensywności mogą wskazywać domieszki, tło lub fragmenty.
Dlaczego woda daje sygnał przy m/z = 18?
Masa cząsteczkowa H2O wynosi 18 u, więc jon pochodzący od cząsteczki wody (lub jon o zbliżonej masie) pojawia się w okolicy m/z = 18. W zadaniach szkolnych to typowe przyporządkowanie do identyfikacji jakościowej.
Czy pik o największej intensywności zawsze oznacza największą masę cząsteczkową?
Nie. Intensywność mówi o liczbie zarejestrowanych jonów, a nie o wielkości masy. Pik bazowy może odpowiadać związkowi dominującemu w próbce albo jonowi, który powstaje najłatwiej. Dlatego zawsze porównuj intensywność z m/z i kontekstem analizy.
Jakie m/z ma azot N2 w MS i jak to wykorzystać na egzaminie?
Azot cząsteczkowy ma masę 28, więc typowy silny sygnał wiąże się z m/z = 28. Na egzaminie porównujesz tę wartość z pikiem bazowym: jeśli 28 nie jest najsilniejsze, N2 raczej nie jest składnikiem dominującym (w uproszczonych zadaniach jakościowych).
Jakie m/z ma tlen O2 w MS?
Tlen cząsteczkowy ma masę 32, dlatego oczekuje się piku w okolicy m/z = 32. Jeśli w danych m/z = 32 ma małą intensywność, może to sugerować domieszkę lub tło, a nie główny składnik (przy założeniu prostego modelu interpretacji).
Dlaczego CO2 nie pasuje, gdy w tabeli nie ma m/z = 44?
CO2 ma masę cząsteczkową 44, więc w prostej identyfikacji jakościowej szuka się piku przy m/z = 44. Jeśli taki sygnał nie występuje w zestawieniu, CO2 jest mało prawdopodobne jako główny składnik. Pozostają piki 18, 28 i 32 zgodne z innymi związkami.
Jakie błędy najczęściej popełnia się przy interpretacji m/z = 18, 28, 32?
Częsty błąd to wybieranie "najbardziej znanego" gazu zamiast analizy piku bazowego. Inny błąd to utożsamianie intensywności z masą cząsteczkową. Warto też nie pomijać faktu, że CO2 ma 44, więc nie da się go wskazać na podstawie samych pików 18/28/32.
Kiedy w analizie laboratoryjnej technika analityka używa się MS do identyfikacji?
MS stosuje się m.in. do identyfikacji nieznanych składników, kontroli czystości odczynników i wykrywania zanieczyszczeń lotnych. W praktyce często łączy się ją z chromatografią (GC-MS/LC-MS), aby rozdzielić składniki mieszaniny przed identyfikacją na podstawie widma.
Jak przygotować się do zadań z widm masowych na egzamin?
Ćwicz rozpoznawanie prostych mas cząsteczkowych (np. 18, 28, 32, 44) i pojęć: m/z, pik bazowy, intensywność względna. Pracuj na przykładowych widmach z bazy NIST i ucz się metody: (1) znajdź 100%, (2) dopasuj masę, (3) oceń piki poboczne.
info

Około 40% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że najwyższy pik (100%) występuje przy m/z = 18, co odpowiada masie cząsteczkowej H2O.Azot (N2) dawałby główny sygnał przy m/z = 28, tlen (O2) przy m/z = 32, a CO2 przy m/z = 44.

Źródła:

  • NIST Chemistry WebBook: Water (H2O) – Mass spectrum (EI), https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7732185&Units=SI&Mask=200#Mass-Spec (dostęp: 2026-02-18)
  • NIST Chemistry WebBook: Nitrogen (N2) – Mass spectrum (EI), https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7727379&Units=SI&Mask=200#Mass-Spec (dostęp: 2026-02-18)
  • NIST Chemistry WebBook: Oxygen (O2) – Mass spectrum (EI), https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7782447&Units=SI&Mask=200#Mass-Spec (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Skrypty szkolne/techniczne z analizy instrumentalnej: spektrometria masowa (podstawy interpretacji widm)
  • Bazy widm masowych (np. NIST) do porównywania pików charakterystycznych
  • Podręcznik z chemii analitycznej instrumentalnej (rozdziały o MS i identyfikacji jakościowej)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego