direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

LV: Instrumentelle Analytik III



A. Vorlesung (2 SWS)

UV/VIS-Spektrometrie

  • Einführung - Messtechnik - Absorptionsgesetz und Spektrenangabe - Bandenfeinstruktur - Bandenintensität (Absorptionsquerschnitt, Übergangs-wahrscheinlichkeit, Auswahlregeln) - Bandenlage für σ→σ*, π→π*, n→σ*, n→π* (Überblick) - Chromophore - Definitionen (bathochromer, hypsochromer, hyperchromer und hypochromer Effekt, Auxochrome)
  • π→π*- und n→π*-Übergänge: Isolierte Chromophore - Effekt der Konjugation - Solvenseffekte - Wechselwirkung mehrerer Chromophore - Empirische Regeln für die Vorhersage von λmax-Werten (Diene, Triene, Polyene, ungesättigte Ketone und Aldehyde, ungesättigte Säuren und Derivate; Benzolderivate)
  • n→σ*-Übergänge
  • Charge-Transfer-Übergänge: Vorkommen; Berechnung von λmax
  • Identifizierung eines Chromophors
  • Ligandenfeld-Absorptionsbanden von Übergangsmetall-Ionen: Grundlagen der Kristallfeldtheorie - Russel-Saunders-Terme für dn-Konfigurationen und Aufspaltung im Kristallfeld - Spektrenbeispiele

Massenspektrometrie

  • Einführung - Grundfunktionen eines Massenspektrometers - Probenzuführung - Ionisierung (EI, FI, FD, CI, DCI, FAB, ESI, MALDI) - Massentrennung (Sektorfeld, Doppelfokussierung, Flugzeit-MS, Quadrupol-MS) - Spektrenangabe - Molekül- und Fragment-Ionen - metastabile Zerfälle - elementare Zusammensetzung (Isotopenmuster, Hochauflösung)
  • Fragmentierung: Konzept der lokalisierten Ladung - aliphatische KW-Stoffe - α-Spaltung und Folgezerfälle bei O-, N- und Carbonylverbindungen - Spaltung von Schwefel- und Halogenverbindungen - Spaltung von Olefinen - Benzylspaltung - C-Heteroatom-Spaltung
  • Umlagerungen unter H-Übertragung: McLafferty-Spaltung und verwandte Prozesse - Oniumzerfall - ortho-Effekt - H-Wanderung bei alicyclischen Verbindungen
  • Andere Umlagerungen

Kernresonanzspektrometrie

  • Physikalische Grundlagen - Resonanzbedingung - relative Empfindlichkeit von Kernen - CW- und Pulstechnik - Relaxation - Linienbreite
  • Chemische Verschiebung (1H-NMR): Diamagnetische Suszeptibilität - induktive Effekte - mesomere Effekte - Anisotropieeffekte - van der Waals-Kräfte - empirische Regeln für chemische Verschiebungen
  • Indirekte Spin-Spin-Kopplung: AX-System - Vorzeichen von Kopplungskonstanten - AXn-Systeme - chemische und magnetische Äquivalenz - Effekt höherer Ordnung - AB2-System - AMX-, ABX- und AA'BB'-Systeme
  • Kopplungskonstanten und chemische Struktur: Klassifizierung - geminale Kopplungen - vicinale Kopplungen (Karplus-Gleichung, aliphatische Systeme, Olefine, Arene) - long-range-Kopplungen - 1H-Heteroatom-Kopplungen
  • Protonen an Heteroatomen: Effekte von H-Brückenbindungen, Austauschprozessen und Kernquadrupolmomenten
  • Shift-Reagenzien - Doppelresonanz - Kern-Overhauser-Effekt - dynamische Prozesse
  • Einführung in Grundlagen und Anwendungen der 13C-NMR-Spektroskopie
  • Einführung in die 2D-NMR-Technik

Nach oben

B. Seminar (1 SWS)

Das Seminar findet jeweils in der 2. Semesterhälfte zweistündig statt und beinhaltet Übungen zur Spektreninterpretation vorwiegend organischer Verbindungen.

Zunächst werden Aufgaben aus der UVIS-Spektrometrie behandelt, sodann Identifizierungen anhand von Massen- und NMR-Spektren vorgenommen.
Nach einer kurzen Einführung in die Infrarot-Spektrometrie (im wesentlichen Wiederholung des betreffenden Teils aus "Analytik II") werden kombinierte Übungsbeispiele behandelt (IR, MS, NMR, UVIS).

Nach oben

C. Praktikum (1 Nachmittag)

UV/VIS-Teil (zugleich Fluoreszenzspektrometrie aus Instrum. Anal. IV)

  • Erläuterung der Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Absorptions- und Fluoreszenzmessungen
  • Überprüfung der Eigenabsorption des Solvens und unterschiedlicher Küvetten-materialien sowie der Eigenemission (Rayleigh- und Ramanstreuung in Abhängigkeit der Anregungswellenlänge) des Solvens
  • Absorptions- und partiell auch Emissionsmessungen nebst Interpretation an Cyclohexen, 1,3- und 1,4-Cyclohexadien, 1,3-Cycloheptadien, 1,3,5-Cycloheptatrien, 1,3-Cyclooctadien, Cyclooctatetraen und (E,E)-2,4-Hexadien sowie an 4-Methyl-3-penten-2-on
  • Absorptions-, Anregungs- und Emissionsmessungen an verschiedenen Aromaten (Benzol, Anilin, Phenol, Brombenzol, Benzaldehyd, Biphenyl, Fluoren, Naphthalin, Chinolin, Anthracen), teilweise bei verschiedenen pH-Werten, einschließlich Interpretation der Spektren
  • Vergleich des Absorptions- und Emissionsverhaltens von Phenol und 4-Nitrophenol und Bestimmung des pKs-Wertes des letzteren
  • Bestimmung der Ionisierungsenergie von Anisol mittels des CT-Überganges in Gegenwart von I2
  • Quantitative Bestimmung von Chinin in Tonic Water mittels Fluoreszenz- und ggf. Absorptionsmessungen und Untersuchung der Temperaturabhängigkeit beider Verfahren an einer Chininlösung
  • Fluoreszenz in Gegenwart von Metallionen (Vergleich der Absorptions- und Emissionsspektren von Morin-Lösung bei Ab- bzw. Anwesenheit von Al3+)
  • Aufnahme der Absorptionsspektren verschiedener Übergangsmetallkomplexe und Interpretation auf der Grundlage der Kristallfeldtheorie

MS-Teil

  • Einführung in die Messtechnik an einem doppelfokussierenden BE-Gerät (Einlasssysteme, Ionenquellen, Analysator, Detektor, Datenverarbeitung, Vakuumsystem)
  • Kalibrierung der Magnetscan-Funktion und Untergrundtest
  • Aufnahme der EI-Massenspektren verschiedener organischer und metallorganischer Verbindungen, Spektreninterpretation und Identifizierung
  • Ermittlung der Elementarzusammensetzung unter Hochauflösung
  • Demonstration alternativer Ionisierungsmethoden: CI, DCI, FI, FD, FAB
  • Analyse eines Substanzgemisches mittels GC/MS und Identifizierung der Komponenten mit Hilfe der elektronischen Spektrenbibliothek
  • MS/MS-Verfahren: Untersuchung unimolekularer und stoßaktivierter Zerfälle durch DADI(MIKES)-Technik und Linked-Scan-Verfahren

NMR-Teil (in Form eines Seminars mit Demonstrationen am Gerät)

  • Entdeckung, Entwicklung, Gerätetypen
  • Chemische Verschiebung, Kopplungen; Spektren höherer Ordnung
  • Integration, Entkopplung
  • Heterokerne
  • 1D-Pulsfolgen: FT-Spektren
  • 2D-Spektroskopie: H,H-, H,C-COSY; Si-Sn-CORR
  • Inverse Beobachtung: 15N, 57Fe
  • Aufbau Magnet und Probenköpfe; Röhrchen und Proben; Probenwechslerbetrieb
  • Verschiedene Messungen am Bruker AV 200 mit QNP-Kopf (H, C, F, P)
  • Heterokerne und "Umbau" am Bruker AV 400

Nach oben

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Diese Seite verwendet Matomo für anonymisierte Webanalysen. Mehr Informationen und Opt-Out-Möglichkeiten unter Datenschutz.

Kontakt

Prof. Jörn Müller
Technische Universität Berlin
Institut für Chemie
Sekr. C 2
Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
Fon +49 30 314 22743
Fax +49 30 314 21106