NMR

RESUME

SPEKTROSKOPI RESONANSI MAGNETIK INTI (NMR)

Diajukan untuk memenuhi tugas individu mata kuliah Kimia Instrumen

Disusun Oleh:

Iim Imas (1209208045)

PENDIDIKAN KIMIA B/ VI

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

2012

SPEKTROSKOPI RESONANSI MAGNETIK INTI

A.    Spektroskopi Resonansi Magnetik Inti (NMR)

NMR (Nuclear Magnetic Resonance), spektroskopi NMR berhubungan dengan sifat magnet dari inti atom. Teknik spektroskopi adalah salah satu teknik analisis kimia-fisika yang mengamati tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik.

Pada tahun 1945 dua group dari serjana fisika furcell, Torry,dan Pound (Haward University) dan block, Hansen, dan Packard (Stanford University) menemukan fenomena inti yang mempunyai proton dan electron memiliki medan magnet. Dalam magnet yang kuat inti-inti dianggap berorientasi spesifik dengan tenaga potensial yang sesuai. Setiap proton mempunyai tenaga putaran yang sama dan putaran-putarannya mempunyai arah orientasi seimbang. Oleh karena medan magnet, putaran-putaran proton diarahkan baik paralel atau anti paralel terhadap medan magnet.

Block dan Purcell menemukan cara-cara untuk mengetahui sejumlah kecil dari tenaga yang diserap atau dipancarkan, seperti kalau inti-inti loncat dari tenaga satu ke tenaga lainnya. Dari penemuan tersebut maka sejak tahun 1950 resonansi magnetik inti (NMR) mulai digunakan untuk menentukan rumus struktur senyawa. Ada dua macam NMR yang dikenal. Diantaranya NMR proton dan NMR karbon.

1.      SPEKTROSKOPI PROTON H-NMR

Spektroskopi NMR proton merupakan sarana untuk menentukan stuktur senyawa organik dengan mengukur momen magnet atom hydrogen. Pada kebanyakan senyawa, atom hydrogen terikat pada gugus yang berlainan ( seperti –CH₂-, -CH_3-, -CHO, -NH₂, -CHOH- ) dan spektum NMR proton merupakan rekaman sejumlah atom hydrogen yang berada dalam lingkungan yang berlainan. Spektum ini tidak dapat memberikan keterangan langsung mengenai sifat kerangka karbon molekul sehingga diperlukan spektum NMR C-13.

Larutan cuplikan dalam pelarut lembam ditempatkan diantara kutub magnet yang kuat, dan proton mengalami pergeseran kimia yang berlainan sesuai dengan lingkungan molekulnya di dalam molekul. Ini diukur dalam radar NMR, biasanya tetrametilsilan (TMS) digunakan sebagai acuan, yaitu senyawa lembam yang ditambahkan ke dalam larutan cuplikan tanpa ada kemungkinan terjadinya reaksi kimia dengan senyawa yang akan diukur.

Adapun pelarut yang biasanya digunakan yaitu karbontetraklorida, deuterokloroform, deuteriumoksida, deuteroaseton, atau dimetilsulfoksida terdeuterasi.

Spektoskopi NMR dapat digunakan sebagai alat sidik jari.dan juga memberikan keterangan tentang jumlah setiap tipe hydrogen. Ia juga memberikan keterangan tentang sifat lingkungan dari setiap atom hydrogen tersebut.

Kegunaan yang besar dari resonansi magnet inti adalah karena tidak setiap proton dalam molekul beresonansi pada frekwensi yang identik sama. Ini disebabkan oleh kenyataan bahwa berbagai proton dalam molekul dikelilingi elektron dan menunjukan sedikit perbedaan lingkungan elektronik dari 1 proton ke proton lainnya. Proton-proton dilindungi oleh elektron-elektron disekelilingnya.

Spectrum NMR tidak hanya dapat membedakan beberapa banyak proton yang berbeda dalam molekul, teteapi ia juga mengungkapkan berapa banyak setiap tipe proton berbeda yang terkandung dalam molekulnya.

Pada spektormetri NMR integrasi sangat penting. Harga integrasi menunjukkan daerah atau luas puncak dari tiap-tiap proton. Sedangkan luas daerah atau luas puncak tersebut sesuai dengan jumlah proton. Dengan demikian perbandingan tiap integrasi proton sama dengan perbandingan jumlah proton dalam molekul.

Daerah geseran kimia proton bernilai antara 0 – 200 ppm, berikut daerah geseran kimia yang penting untuk beberapa jenis karbon :

2.      SPEKTROSKOPI KARBON-13

Sinyal dari atom C¹³ dalam alat NMR dapat dideteksi karena adanya sejumlah kecil atom karbon C-13 bersama-sama C-12. momen magnet yang dihasilkan oleh ¹³C lebih kecil, bila dibandingkan dengan momen magnet proton, berarti sinyalnya jauh lebih lemah.

Pelarut yang biasanya digunakan serupa dengan NMR proton, tetapi jangka resonansi C jauh lebih besar. Sehingga spektum NMR-¹³C jauh lebih teresolusi, umumnya setiap karbon dalam molekul dapat ditetapkan sinyalnya. Sama halnya seperti pada NMR proton, atom karbon penyulihannya berlainan akan menunjukkan geseran dalam jangka yang khas. Spectrum NMR¹³C pada hakikatnya merupakan pelengkap NMR proton.

Pada spectrum C-NMR dalam elusidasi struktur perlu diperhatikan :

ü  Luas di bawah puncak yang biasanya dinyatakan dengan intergrasi untuk melihat perbandingan jumlah carbon yang ekuivalen secara magnetic pada masing-masing puncak.

ü  Terjadinya spin-spin splinting yang mengikuti segitiga pascal. Interaksi antara ikatan electron yang mempunyai kencerungan berpasangan spin dari electron dengan electron lainnya pada proton yang diikat. Spin-spin splinting ini sering dihilangkan dengan cara di dekloping guna menghindari puncak-puncak yang tumpang tindih.

ü  Geseran kimia (chemical shift), yaitu kedudukan karbon dalam spektum tersebut. Ini juga menggambarkan letak dan kedudukan karbon dalam molekul.

Cirri-ciri Spektroskopi ₁₄C NMR :

·         Spektroskopi ₁₃C NMR menghasilkan informasi struktur mengenai karbon-karbon dalam sebuah molekul organik.

·         Dalam spektroskopi 1H NMR kita bekerja dengan isotop hidrogen alamiah dengan kelimpahan 99,985 %, atom hidrogen alamiah adalah 1H,

·         Atom karbon dalam alam 98,9 % adalah 12C, suatu isotop yang intinya tak mempunyai spin (I = 0).

·         Karbon -13 hanya merupakan 1,1 % atom karbon yang terdapat di alam ( I = ½).

·         Transisi dari paralel ke antiparalel dari sebuah inti 13C adalah transisi energi rendah.

·         Spektra 13C NMR hanya dapat diperoleh dengan spektrometer yang sangat sensitif. Kelimpahan 13C yang rendah akan mengurangi kerumitan spektra 13C dibandingkan spektra 1H NMR.

·         interaksi antar karbon yang berdekatan diabaikan, tetapi karbon dapat berinteraksi dengan proton yang diikat oleh masing-masing karbon yang menyebabkan terjadinya spliting yang menunjukkan puncak (n + 1), n = jumlah H, oleh karena itu sinyal masing-masing karbon dari :

ü  karbon metil (CH3-C) akan muncul 4 puncak.

ü  karbon metilen (-CH2-) akan muncul 3 puncak.

ü  karbon metil (-CH-) akan muncul 2 puncak.

ü  karbon kuarterner (-C-) akan muncul 1 puncak,

Untuk membedakan jenis karbon, metil, metilen, metin, dan karbon kuarterner digunakan analisis spektrum DEPT 13C NMR atau NMR dua dimensi (HMQC = korelasi antara proton-karbon satu ikatan). Ada tiga jenis spektrum DEPT 13C NMR, yaitu :

ü  DEPT 90o= hanya muncul sinyal C-H.

ü  DEPT 135o= muncul sinyal CH dan CH3masing-masing berharga positif, sedangkan sinyal CH2akan muncul sebagai sinyal berharga negatif.  

B.     Prinsip Kerja Spektroskopi Resonansi Magnetik Inti (NMR)

Prinsip yang mendasari kerja dari NMR yaitu penyerapan energi oleh partikel yang sedang berputar di dalam medan magnet yang kuat sehingga nantinya medan magnet yang sesuai dengan molekul akan dikonversi menjadi spektra NMR sehingga struktur senyawa / rumus bangun molekul senyawa organik dapat teridentifikasi.

Spektrometri NMR pada dasarnya merupakan spektrometri absorbsi, sebagaimana spektrometri infra merah maupun ultraviolet. Pada kondisi yang sesuai, suatu sampel dapat mengabsorpsi radiasi elektromagnetik daerah frekuensi radio, pada frekuensi yang tergantung dari sifat-sifat sampel. Suatu plot dari frekuensi puncak-puncak absorbsi versus intensitas puncak memberikan suatu spektrum NMR. Dalam NMR yang diukur adalah perbedaan frekuensi antara suatu jenis proton dengan frekuensi resonansi proton senyawa pembanding (reference). Senyawa ini disebut sebagai standar internal dan ditambahkan ke dalam sample sebelum me”running” NMR.

Pergeseran kimia (CHEMICAL SHIFT)  adalah pengukuran medan dalam keadaan bebas. Semua proton-proton dalam satu molekul yang ada dalam lingkungan kimia yang serupa kadang-kadang menunjukkan pergeseran kimia yang sama. Setiap senyawa memberikan penaikan menjadi puncak absorbsi tunggal dalam spektrum NMR.

Senyawa yang digunakan sebagai senyawa reference tersebut adalah : Tetra Metil Silan (TMS).

Gambar Tetra Metil Silan (TMS)

ü  TMS memberikan sinyal yang tajam (singlet) dengan intensitas tinggi, karena mempunyai 12 proton yang ekuivalen.

ü  TMS mengabsorbsi pada ‘higher field’ dibanding hampir semua proton organik (Si bersifat elektropositif, sehingga proton-proton dalam TMS sangat terlindungi (shielded).

ü  Bersifat inert.

ü  Mempunyai titik didih yang rendah (27^oC), sehingga mudah dihilangkan jika digunakan untuk dua kali pengujian senyawa.

ü  Larut dalam kebanyakan pelarut organic.

ü  TMS tidak larut dalam air maupun D2O. Dalam hal ini TMS dapat diperlakukan sebagai ‘external standard’. Atau dapat juga dipakai garam natrium dari asam 3- (trimetilsilil)-propanasulfonat.

(CH3)3SiCH2CH2CH2SO3-Na+

ü  Berapa Hz bergesernya suatu proton dari TMS akan tergantung pada kekuatan medan magnet eksternal yang digunakan.

ü  Semakin besar medan magnet yang digunakan, semakin besar perbedaan frekuensi dari TMS.

ü Hal ini akan menyulitkan kita apabila kita ingin membandingkan data (spectrum) yang diperoleh dengan spektrometer NMR yang berbeda.

ü Maka digunakan parameter baru yang tidak tergantung pada kekuatan medan magnet eksternal yang digunakan, yaitu : chemical shift, geseran kimia (ᵟ)

ü Dari contoh spectra di atas, maka:

ü Chemical shift juga bisa dinyatakan dalam skala ˠ (tau), dimana ˠ = 10 – ᵟ

Dalam spektrum NMR, luas daerah di bawah puncak (peak) akan proposional dengan jumlah hidrogen yang menimbulkan/menghasilkan peak tersebut. Integrasi peak biasanya ditunjukkan sebagi suatu garis integrasi (integration line). Tinggi integrasi di atas suatu peak secara langsung proporsional dengan luas daerah di bawah peak tersebut. Tinggi garis integrasi tidak menunjukkan jumlah absolut dari proton, tetapi memberikan jumlah relatif dari masing-masing tipe hidrogen.

Karena jumlah total proton dalam benzil asetat ada 10, maka jumlah proton yang menghasilkan peak-peak pada ᵟ 7,3 ; ᵟ 5,1 dan ᵟ 2,0 berturut-turut adalah 5/10 x 10 = 5; 2/10 x 10 = 2 dan 3/10 x 10 = 3.

Instrumen NMR yang modern tidak hanya memperlihatkan garis integrasi pada spectrum yang dihasilkan , tetapi juga memberikan bilangan integrasi (integration number), yang memberikan jumlah relatif hidrogen di bawah suatu peak.

Tabel: Bilangan kuantum spin dan kelimpahannya di alam dari beberapa inti atom

Misal:

12C → jumlah proton = 6 (genap)

No massa = 12 (genap)

Sehingga tidak muncul pada spektra NMR (NMR negatif) Jika I = 0 →tidak aktif NMR proton Kelimpahan di alam:

1H = 99,985 → sebagian besar proton di alam adalah radioaktif →aktif NMR

Hampir semua proton aktif  NMR dan kelimpahannya di alam tinggi, sehingga kemungkinan proton aktif  NMR berdekatan dengan proton aktif NMR dalam molekul-molekul di alam adalah besar.

13C = 1,1 →sangat sedikit →aktif NMR

Atom C yang aktif  NMR kelimpahannya di alam hanya sedikit, sehingga kemungkinan C aktif NMR berdekatan dengan C aktif NMR dalam molekul-molekul adalah kecil. Dalam keadaan normal (inti tidak dikenai/diletakkan pada medan magnet eksternal), semua orientasi dari suatu inti berenergi sama (degenerasi). Bila inti dikenai medan magnet, maka orientasi/tingkat spin tidak lagi berenergi sama. Hal ini disebabkan karena inti mempunyai momen magnetik (.) yang ditimbulkan oleh berpusingnya muatan. Jumlah orientasi yang mungkin bagi suatu inti bila padanya dikenakan medan magnet homogen eksternal ditentukan oleh bilangan kuantum spin (I) dari inti tersebut, sesuai dengan persamaan :

Jadi untuk inti 1H dan ¹³C, dengan I = ½, masing-masing akan mempunyai dua macam orientasi (2 x ½ + 1 = 2), yaitu + ½ (searah dengan medan magnet) dan – ½ (berlawanan arah/melawan medan magnet). Tingkatan spin + ½ berenergi lebih rendah karena searah dengan medan magnet karena searah dengan medan magnet eksternal, sedang tingkatan spin – ½ berenergi lebih tinggi karena melawan medan magnet eksternal.

Orientasi spin inti:

Orientasi random (dalam ketiadaan medan magnet eksternal).

Orientasi spesifik (dalam medan magnet eksternal, Ho). Kebanyakan spin searah dengan medan magnet eksternal (paralel), dan sebagian antiparalel (melawan Ho). Tingkat spin paralel mempunyai energi yang lebih rendah.

Perbedaan energi antara dua tingkatan spin tersebut dinyatakan dengan persamaan:

h = tetapan Planck

ˠ= “magnetogeryc ratio” (tetapan bagi tiap-tiap inti)

Bo = kekuatan medan magnet eksternal.

Dari persamaan tersebut terlihat bahwa perbedaan energi antara dua tingkatan spin tersebut tergantung pada kekuatan medan magnet eksternal (Bo). Makin kuat medan magnet eksternal yang digunakan, makin besar ∆E antara tingkatan-tingkatan spin tersebut.

Selain itu besarnya pemisahan tingkat energi juga tergantung pada macamnya inti yang terlibat dalam proses tersebut. Masing-masing inti mempunyai ratio momen magnetic/momen sudut yang berbeda, karena mempunyai muatan dan massa yang berbeda.

FENOMENA NMR : Absorbsi energy

Fenomena NMR terjadi apabila inti yang searah dengan medan magnet eksternal dibuat mengabsorbsi energi (radiasi elektromagnetik), sehingga berubah orientasi spinnya, yaitu menjadi berlawanan dengan medan magnet eksternal.

Besarnya energi yang diabsorbsi harus persis sama dengan FE antara dua tingkatan spin yang terlibat dalam proses tersebut, yaitu:

Dengan menghubungkan persamaan (1) dan (2), maka besarnya frekuensi (H) agar suatu inti beresonansi dapat ditentukan :

Gambar fenomena NMR :

Tabel : Kekuatan medan magnet eksternal, Bo,

beserta harga frekuensi agar inti tertentu dapat beresonansi

Misal:

1H dan 2H walaupun sama-sama diberi Bo = 10.000 Gauss, frekuensi resonansinya berbeda karena C nya berbeda. Karakteristik ini bisa dipakai untuk mendeteksi adanya proton yang terikat pada heteroatom. Caranya : Sampel proton yang terikat pada atom O (O-H) jika dirunning dengan alat yang telah diset H = 42,6 MHz (frekuensi resonansi untuk 1H) → maka akan muncul peak 1H (proton). Jika sampel tersebut digojog dengan D₂O maka OH akan digantikan dengan OD sehingga kalau alatnya diset tetap pada H = 42,6 MHz, maka tidak akan muncul peak proton, karena 1H telah digantikan dengan D. Karena inti bermuatan, presesi akan menimbulkan medan listrik yang berosilasi (berputar) pada frekuensi yang sama dengan frekuensi presesi. Kalau gelombang radio yang berfrekuensi sama dengan frekuensi osilasi dari medan listrik proton yang berpresesi diberikan, maka sejumlah energi tersebut akan diabsorbsi, yang menyebabkan terjadinya perubahan spin dari searah menjadi berlawanan arah dengan medan magnet eksternal. Peristiwa ini disebut resonansi.

Dan besarnya ∆E yang diabsorbsi bisa diukur dan diubah menjadi spectra :

PRINSIP NMR :

Prinsip dari NMR didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnetik pada daerah frekuensi radio (4600) MHz atau panjang gelombang 75-0,5 m oleh partikel (inti atom) yang berputar di dalam medan magnet.

Ø Proton yang bergasing yang diikuti oleh pergasingan kedua elektronnya akan memberikan masing-masing vektor momen sudut (I) dan vektor momen magnet

Ø Perubahan vektor momen sudut dan momen magnet akan dititikberatkan pada inti atom saja,  karena pada inti atom ada sisa momen spin (sisa pergasingan pada atom yang bersifat magnetik).

Ø Bilangan kuantum spin (I) memberikan harga yang bervariasi: 0,1/2/11/2…9/2, ini tergantung dari macam inti atomnya.

Ø Bilangan spin (I) menunjukkan jumlah orientasi suatu inti jika menerima  medan magnet seragam dari luar, yang sesuai dengan rumus 2I+I.

Ø Setiap orientasi menunjukkan tingkat energi dari inti tersebut, orientasi tersebut antara lain orientasi paralel dan orientasi anti paralel, orientasi momen magnet paralel sedikit lebih stabil dibandingkan keadaan anti paralel.

Gambar fenomena NMR :

Ø  Setiap inti dikelilingi oleh awan elektron yang selalu bergerak. Pada pengaruh medan magnet, elektron-elektron ini dipaksa bersirkulasi sedemikian rupa dalam usaha melawan medan magnet tersebut. Akibatnya, inti seakan-akan mendapat efek perisai (shielding effect) terhadap medan magnet luar (H_o).

Ø   Karena setiap proton di dalam molekul zat organik beranekaragam, maka setiap proton di dalam molekul zat organik  memberikan tetapan perisai (σ) yang berbeda.

Ø Efek polar dan efek induksi sangat berpengaruh terhadap tetapan perisai (σ) yang menunjukan kerapatan elektron terhadap proton.

Ø Contoh : pada molekul CH₃OH (metanol ), proton pada OH akan lebih mudah dibalik (beresonansi), karena menyerap Ho lebih rendah jadi efek induksinya lemah, karena tidak terperisai (deshielding) . Sebaliknya proton pada CH₃ protonnya mengalami induksi yang kuat, karena terperisai (shielding).

Ø Karena setiap proton memberikan tetapan perisai (σ) maka setiap proton juga memberikan efek perisai yang dinyatakan sebagai :

Efek perisai = σ . Ho         

Ø Efek perisai sudah jelas akan mengurangi medan magnet yang digunakan ( Ho) dan besarnya yang dirasakan ini dinyatakan sebagai (HN) yang dinyatakan sebagi :

HN = Ho – σHo = Ho (1- σ ).

SPIN-SPIN SPLITTING / SPIN-SPIN COUPLING

Secara empiris, spin-spin splitting dapat dijelaskan dengan aturan (n + 1) : Tiap jenis proton “merasakan” sejumlah proton ekivalen (n) yang terikat pada atom karbon yang bertetangga dengan atom karbon yang mengikat proton tersebut sehingga resonansi dari proton pecah/split menjadi n+1 sinyal.

Bila proton A mempunyai 2 proton tetangga yang ekivalen, maka sinyal resonansinya akan di-split menjadi triplet.

Bila proton A mempunyai 2 proton tetangga yang ekivalen, maka sinyal resonansinya akan di-split menjadi kwartet.

Segitiga pascal : Rasio intensitas sinyal hasil splitting sesuai dengan segitiga pascal.

C.    Instrumentasi Spektroskopi Magnetik Inti (NMR)

Komponen-komponennya :

1.      Magnet

2.      Generator “sweep”

3.      Transmiter RF

4.      Kumparan transmitter

5.      Kumparan penerima

6.      Kumparan “sweep”

7.      Deterktor & penerima RF

8.      Rekorder

9.      Sampel

Instrumentasi NMR diantaranya :

1.      Tempat Sampel

Tempat sampel berupa tabung gelas yang terbentuk silindris, diletakan diantara dua kutub magnet. Sampel dilarutkan dalam pelarut yang tak mengandung proton seperti CCl₄ , CDCl₃ , D₂O, atau acetonitril dan sejumlah kecil TMS ditambahkan sebagai standar internal, kemudian dimasukan ke dalam tempat sampel. Sampel kemudian diputar sekitar sumbunya untuk mengusahakan agar semua bagian dari larutan terkena medan magnet yang sama.

2.      Celah Magnet

Magnet terdiri dari dua bagian, magnet pokok mempunyai kekuatan sekitar 14.100 Gauss, dan ia ditutup oleh potongan-potongan kecil kutub electromagnet. Pada celah magnet terdapat kumparan yang dihubungkan dengan ossilator frekuensi radio (Rf) 60 MHz.

3.      Ossilator frekuensi Radio

Ossilator frekuensi radio akan memberikan tenaga elektromagnetik sebesar 60 MHz melalui kumparan yang dihubungkan pada celah sampel. Kumparan selanjutnya memberikan tenaga elektromagnetik yang digunakan untuk mengubah orientasi perputaran proton. Kebanyakan spektropotometer NMR menggunakan sinyal frekuensi RF tetap dan mengubah-ubah kekuatan medan magnet untuk membawa setiap proton mengalami resonansi.

4.      Detector Radio Frekuensi

Kumparan detector berada tegak lurus dengan kumparan ossilaor RF. Bila ada tenaga yang diserap, kumparan detector tidak menangkap tenaga yang diberikan oleh kumparan ossilator RF. Bila sampel menyerap tenaga, maka putaran inti akan menghasilkan sinyal frekuensi radio pada bidang kumparan detector, dan alat memberikan respon ke pencatatan sebagai sinyal resonansi atau puncak.

5.      Pencatat

Pencatat berfungsi untuk menangkap sinyal dari detector yang mengubahnya sebagai sinyal resonansi atau puncak. Sebelum sinyal sampai ke pencatat biasanya dilewatkan terlebih dahulu ke audio amflier untuk menggandakan sinyal, sehingga menjadi lebih Nampak.

D.    Kegunaan Spektoskopi Magnetik Inti (NMR)

Spektrometri Resonansi Magnetik Inti pada umumnya digunakan untuk :

1.      Menentukan jumlah proton yang dimiliki lingkungan kimia yang sama pada suatu senyawa organik.

2.      Mengetahui informasi mengenai struktur suatu senyawa organik.

3.      Spektoskopi NMR dapat digunakan sebagai alat sidik jari.

4.      Spektrofotometri Resonansi Magnetik Inti Proton berguna untuk penentuan struktur molekul organik.

E.     Contoh Interpretasi Spektroskopi Magnetik Inti (NMR)

CARA MEMPEROLEH SPEKTRUM NMR :

Ada 2 teknik untuk memperoleh spektrum NMR yaitu:

·      Continous Wave (CW).

·      Pulse Fourier Transform (PFT atau FT).

·      Pada teknik “Continous Wave” Medan magnet eksternal, Bo divariasi, sedang frekuensi radionya tetap (field-sweep). Atau,

·      Frekuensi radio divariasi, sedang medan magnet eksternalnya tetap (frequency-sweep).

Kebanyakan instrument CW yang modern menggunakan model “frequency-sweep”. Dalam teknik ini, frekuensi radio tidak divariasi dalam range yang dapat mencakup semua inti yang secara magnetik aktif dan “possible”, tetapi hanya divariasi dalam range yang sempit sekitar frekuensi resonansi dari inti yang bersangkutan.       

Misalnya:

·      Untuk memperoleh spektra 1H-NMR menggunakan suatu magnet dengan Bo = 21.150 gauss, frekuensi divariasi sekitar 90 MHz misalnya dari 90.000.000-90.001.000 Hz.

·      Untuk memperoleh spektra 13C-NMR dengan kekuatan medan magnet yang sama, frekuensi divariasi pada range yang sempit sekitar 22,6 MHz.

Suatu instrumen dengan magnet berkekuatan 21,50 gauss, dimana 1H beresonansi pada 90 MHz, disebut suatu spectrometer 90 MHz. Frekuensi resonansi dari 1H disebut sebagai frekuensi operasional dari instrumen. Dalam teknik CW ini, masing-masing tipe hidrogen (atau karbon) dieksitasikan sendiri- sendiri, sehingga dibutuhkan waktu yang agak lama (beberapa menit) untuk memperoleh spectrum NMR secara keseluruhan (lengkap). Pada teknik FT semua frekuensi diberikan sekaligus sehingga semua inti mengalami resonansi, intensitas sinyal hampir sama dengan noise, lalu dirunning berulang-ulang sehingga diperoleh intensitas sinyal yang lebih besar dari pada noise, sehingga peak pada FT akan terlihat lebih jelas.

Kemudian sinyal-sinyal tersebut dipilah-pilah sehingga inti tertentu yang beresonansi pada H tertentu muncul sebagai peak yang berbeda.

Langkah-langkah menginterpretasikan spekta NMR :

ü jumlah sinyal, yang menerangkan tentang adanya beberapa macam perbedaan dari proton-proton yang terdapat dalam molekul.

ü kedudukan sinyal, yang menerangkan sesuatu tentang lingkungan elektronik dari setiap macam proton.

ü Intensitas sinyal, yang menerangkan tentang berapa banyak proton dari setiap macxam proton yang ada.

ü Pemecahan ( splinting ) dari sebuah sinyal menjadi beberapa puncak, yang menerangkan tentang lingkungan dari sebuah proton dengan lainnya.

Pada spectrum H-NMR dalam elusidasi struktur perlu diperhatikan :

ü Luas di bawah puncak yang biasanya dinyatakan dengan intergrasi untuk melihat perbandingan jumlah proton pada masing-masing puncak.

ü Terjadinya spin-spin splinting yang mengikuti segitiga pascal. Interaksi antara ikatan electron yang mempunyai kencerungan berpasangan spin dari electron dengan electron lainnya pada proton yang berdekatan.

ü Geseran kimia (chemical shift), yaitu kedudukan proton dalam spektum tersebut.     

F.     Kelebihan Spektroskopi Magnetik Inti (NMR)

Kelebihan dari alat ini adalah dapat mengidentifikasi adanya senyawa organic dalam sampel.

G.    REFERENSI

Khopkar, S.M., Konsep Dasar Kimia Analitik, 275-286,389-400, UI Press, Jakarta

Sastrohamidjojo, Hardjono, 2001, spektroskopi, 415, Liberty, Yogyakarta

Silverstein, R.M., 1991, Penyelidikan Spektrometrik Senyawa Organik, Edisi 4, diterjemahkan olehHartomo, 249-278, Erlangga, Jakarta.

Trianto, Agus. 2001. Jurnal Study Penggunaan Spektrum NMR Pada Elusidasi Struktur Lantanculin S.Universitas Diponegoro. Tidak diterbitkan.