Nama : Taufik Rizkiana NPM : 2021001064 Tugas Elusidasi
1. Prinsip kerja NMR
Prinsip dalam spektrometri NMR yaitu bila sampel yang mengandung 1H atau 13C (bahkan semua senyawa organik) ditempatkan dalam medan magnet, akan timbul interaksi antara medan magnet luar tadi dengan magnet kecil (inti). Karena adanya interaksi ini, magnet kecil akan terbagi atas dua tingkat energi (tingkat yang sedikit agak lebih stabil (+) dan keadaan yang kurang stabil (-)) yang energinya berbeda. Karena inti merupakan materi mikroskopik, maka energi yang berkaitan dengan inti ini terkuantisasi, artinya tidak kontinyu. Perbedaan energi antara dua keadaan diberikan oleh persamaan.
E = γhH/2π
H yaitu kuat medan magnet luar (yakni magnet spektrometer), h yaitu tetapan Planck, γ yaitu tetapan khas bagi jenis inti tertentu, disebut dengan rasio giromagnetik dan untuk proton nilainya 2,6752 x 108 kg-1 s A (A= amper).
Bila sampel disinari dengan gelombang elektromagnetik (ν) yang berkaitan dengan perbedaan energi (E),
E = hν
Inti dalam keadaan (+) mengabsorbsi energi ini dan tereksitasi ke tingkat energi (-). Proses mengeksitasi inti dalam medan magnetik akan mengabsorbsi energi (resonansi) disebut nuclear magnetic resonance (NMR).
Frekuensi gelombang elektromagnetik yang diabsorbsi diungkapkan sebagai fungsi H.
ν = γH/2π
Bila kekuatan medan magnet luar, yakni magnet spektrometer, adalah 2,3490 T(tesla; 1 T
= 23490 Gauss), ν yang diamati sekitar 1 x 108 Hz = 100 MHz. Nilai frekuensi ini di daerah gelombang mikro.
Secara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan oleh kekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensi diinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan ini disebut pergeseran kimia. Dalam spektrometri 1H NMR, pergeseran kimia diungkapkan sebagai nilai relatif terhadap frekuensi absorpsi (0 Hz) tetrametilsilan standar (TMS) (CH3)4Si.
Frekuensi resonansi (frekuensi absorpsi) proton (atau inti lain) sebanding dengan kekuatan magnet spektrometer. Perbandingan data spektrum akan sukar bila spektrum yang didapat dengan magnet berbeda kekuatannya. Untuk mencegah kesukaran ini, skala δ, yang tidak bergantung pada kekuatan medan magnet, dikenalkan. Nilai δ didefinisikan sebagai berikut.
δ = (ν/ν) x 106 (ppm)
ν merupakan perbedaan frekuensi resonansi (dalam Hz) inti yang diselidiki dari frekuensi standar TMS (dalam banyak kasus) dan ν frek uensi (dalam Hz) proton ditentukan oleh spektrometer yang sama. Karena nilai ν/ν sedemikian kecil, nilainya dikalikan dengan 106. Jadi nilai δ diungkapkan dalam satuan ppm.
2. Unit Pokok NMR
Pada pokoknya spektrometer NMR terdiri atas 6 unit dasar, lihat Gambar-7
1. Magnet : magnet biasa atau elektromagnet yang mampu menghasilkan medan magnet kuat, setabil dan homogen untuk memisahkan tingkat energi inti.
2. Kumparan transmiter : untuk menghasilkan energi radiasi RF. Kumparan ini letaknya tegak
lurus pada kumpulan penyapu (sweep coils).
3. “Sweep generator” : untuk menyapu medan magnet melalui daerah resonansi untuk menghasilkan spektrum.
4. Kumparan penerima : mengelilingi tempat sampel untuk merangkaikan sampel dengan
penerima RF.
5. Detektor : untuk memproses signal-signal NMR.
6. Rekorder : untuk menggambar spektrum, baik mode absorbsi maupun integrasi.
Tempat sampel, lihat gambar : berikut,
3. Bilangan Kuantum
Bilangan kuantum adalah serangkaian angka yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik dan distribusi elektron di sekitar inti atom. Konsep bilangan kuantum merupakan hasil dari perkembangan mekanika kuantum dan merupakan alat penting dalam menjelaskan struktur atom secara lebih akurat.
Bilangan kuantum adalah serangkaian angka yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik dan distribusi elektron di sekitar inti atom. Konsep bilangan kuantum merupakan hasil dari perkembangan mekanika kuantum dan merupakan alat penting dalam menjelaskan struktur atom secara lebih akurat.
• Bilangan Kuantum Utama (n): Bilangan ini menunjukkan tingkat energi utama dari suatu elektron dalam atom. Semakin tinggi nilai n, semakin tinggi pula energi elektron.
• Bilangan Kuantum Azimut (l): Bilangan ini menggambarkan bentuk orbital dari suatu elektron.
Nilai l berkisar antara 0 hingga n-1, dengan setiap nilai l menggambarkan bentuk orbital yang berbeda.
• Bilangan Kuantum Magnetik (m): Bilangan ini mengindikasikan orientasi orbital dalam ruang.
Nilai m berkisar antara -l hingga +l.
• Bilangan Kuantum Spin (s): Bilangan ini menggambarkan arah spin dari suatu elektron. Nilai s dapat berupa +1/2 atau -1/2.
