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-, -CH3-, -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 (27oC), 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 (Ho).
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar