Chemistry 151 Spring 2012 In Class Worksheet 1

Chemistry  151                 Spring  2012   In-­‐Class  Worksheet  1  …..01.27.11           1. In  your  own  words,  explain  what  the  axes  labels  mean.           2. This  is  a  mass  spectrum  that  is  measured  when  a  natural  sample  of  chlorine   gas,  Cl2,  is  injected  into  the  mass  spectrometer.    Chlorine  has  two  stable   isotopes,  35Cl  (75%  abundance)  and  37Cl(25%)  abundance.          Each  of  the  five   spikes  on  the  graph  came  from  one  isotope  (for  the  atom)  or  collection  of   isotopes  (from  the  molecule).             3. Label  on  the  graph  the  parent  peak,  the  base  peak,  and  circle  the  peaks  the     come  from  the  fragment  ions.                                     4. CSI  episode.    Dr.  James  O’Hebda,  a  world  famous  scientist  working  at  NIST   was  infamous  for  being  really  stingy  and  bad  tempered.    He  kept  all  his  lab’s   expensive  chemicals,  including  gas  cylinders  of  isotopically  pure  gases  in  his   office  for  fear  his  graduate  students  would  waste  them.    Each  time  they   needed  something,  they  would  have  to  ask  his  permission,  and  it  really   slowed  their  experiments  down.    His  research  group  hated  him  for  that.    One   of  graduate  students,  Patrick,  had  been  working  for  ten  years  to  get  his  PhD.     He  was  not  shy  of  expressing  his  hatred  of  the  miserly  old  man.    “All  he  gives   us  are  the  cheap  gases  in  natural  abundance!    To  get  any  of  the  isotopically   pure  stuff,  we  have  to  go  in  to  him  on  our  hands  and  knees  and  beg  him.    If  I   had  access  to  those  gas  cylinders  in  his  office,  I  would  have  been  finished   with  my  PhD  six  years  ago.    Honestly,  sometimes  I  want  to  kill  that  old  man”     One  day  while  sitting  at  his  desk,  Dr.  O’Hebda  felt  his  throat  start  to  burn  and   his  eyes  water.    Soon  he  was  overcome  with  some  very  acrid  (stinging)  fumes   and  started  choking.    He  was  just  able  to  dial  911  before  he  passed  out.     When  the  medics  arrived,  they  found  him  dead  on  the  floor.    Scrawled  on  his   notepad  was  the  name  PATRICK.    Rather  quickly,  it  was  determined  that  the   old  Professor  had  died  of  chlorine  poisoning.    The  room  itself  reeked  of   chlorine.    The  question,  was  it  an  accidental  death  deriving  from  a  leak  in  one   of  the  many  cylinders  in  Dr.  O’s  office,  or  did  someone,  maybe  Patrick,   intentionally  leak  gas  into  the  office  from  the  outside  lab.    Patrick  did,  after   all,  have  a  motive  and  a  method.    The  CSI  crew  took  a  sample  of  the  toxic  air   in  the  room,  before  closing  off  the  crime  scene.    Here  is  the  mass  spectrum  of   the  toxic  component  in  the  air  sample.   Is  Patrick  a  murderer?        Why  or  why  not?