Kelompok 12 :

Ayuningtyas AnggrainiDini Suryaningsih Putri Annisaa Qory Hajrul F

( 0903934 )( 0902078 ) ( 0902250 ) ( 0900755 )

Teori dasar spektroskopi NMR Faktor-faktor yang mempengaruhi spektroskopi NMR Instrumentasi NMR komponen NMR Aplikasi

Teori dasar spektroskopi NMRHasil penemuan Felix Blach, Edwardo M, Purcell: Inti atom terorientasi terhadap medan magnet.

Setiap proton di dalam molekul yang sifat kimianya berbeda akan memberikan garisgaris resonansi orientasi magnet yang diberikan berbeda.

Inti atom menyerap radiasi elektromagnetik pada medan magnet luar yang kuat.

Teori dasar spektroskopi NMR

Interaksi inti atom yang berputar di dalam medan magnet dengan radiasi gelombang radio, sehingga menyebabkan magnet inti beresonansi pada frekuensi yang bervariasi antara 4-600 MHz atau panjang gelombang 75-0,5 m.

Penyerapan energi radiasi elektromagnetik (pada gelombang radio) oleh inti yang sedang berputar di dalam medan magnet yang kuat

Inti suatu atom mempunyai sifat-sifat tertentu. Sifat-sifat ini dapat dikelompokkan ke dalam tiga kelompok Inti berbentuk bulat, tak berputar, jumlah neutron maupun protonnya INTI merupakan bilangan bulat, bilangan kuantum spin=0. Inti tersebut tidak dapat dideteksi dengan NMR (contoh 12C,16O,32S)

Bentuk bulat berputar, salah satu jumlah proton atau neutronnya ganjil, bilangan kuantum spin adalah . Inti dapat dideteksi dengan NMR. Contoh 1H,11B,19F,35Cl

Bentuk lonjong, salah satu jumlah proton atau neutronnya ganjil, bilangan kuantum spin > . Contoh 2H, 14N

Proton

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

Perubahan

Bilangan kuantum spin (I) memberikan harga yang bervariasi: 0,1/2/11/29/2, ini tergantung dari macam inti atomnya. Bilangan spin (I) menunjukkan jumlah orientasi suatu inti jika menerima medan magnet seragam dari luar, yang sesuai dengan rumus 2I+I.

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.

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).

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

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

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

Efek perisai = . Ho Efek perisai sudah jelas akan mengurangi medan magnet yang digunakan ( Ho) dan besarnya yang dirasakan ini dinyatakan sebagai (HN) yang dinyatakan sebagi : HN = Ho Ho = Ho (1- )

Harus memiliki kelompok proton setara, sehingga puncak spektranya tunggal. Harus senyawa yang mudah menguap, sehingga mudah dipisahkan kembali dengan senyawa yang diukur. Resonansi protonnya di daerah medan magnet yang rendah. Bersifat inert

Silan SiH4 Tetrametilsilan (TMS, Si(CH3)4)

HH3C

H3C

H

Si H

H

Si

CH3

CH3

Silan

TMS

TMS memiliki 12 proton setara kimia. Merupakan zat yang mudah menguap, dapat digunakan dalam jumlah yang sangat sedikit. Proton-proton yang hampir senyawa organik beresonansi pada medan magnet yang lebih rendah. TMS bersifat inert, tidak larut dalam air atau air berat.

1.

PEMANCAR FREKUENSI RADIOSinyal yang dihasilkan dari osilator frekuensi radio (transmitter) disalurkan pada sepasang kumparan yang posisinya 90 terhadap medan magnet sehingga menghasilkan radiasi yang terpolarisasi. NMR beresolusi tinggi menggunakan osilator tetap sebesar 60, 90, atau 100 MHz.

2. MAGNET

Magnet menentukan akurasi dan kualitas dari alat NMR. Magnet yang digunakan harus :o o o o

Kuat Stabil Seragam Medan magnetnya dapat diubah-ubah pada daerah yang sempit (dengan alat generator geser)

NMR mempunyai resolusi tinggi dan bermagnet superkonduktor dengan frekuensi proton 470 MHz. Besar kecilnya resolusi ditentukan oleh kekuatan medan magnetnya, semakin besar resolusi semakin besar medan magnetnya. Termostat yang baik sangat diperlukan karena magnet bersifat peka terhadap temperatur. Elektromagnit memerlukan sistem pendingin, elektromagnit yang banyak dipasaran mempunyai frekuensi 60, 90, dan 100 MHz untuk proton.

3. SEL Yaitu tempat sampel atau cuplikan yang akan diukur ditempatkan. Sel ini biasanya dapat berputar pada sudut putar yang diinginkan dan ditempatkan di atas magnet. Cuplikan dimasukkan ke dalam tabung gelas dengan panjang 20 cm dan diameter 5 mm. 4. GENERATOR Suatu pasangan kumparan yang diletakkan sejajar terhadap permukaan magnet yang berfungsi untuk mengubah medan magnet pada suatu range yang sempit.

5.

PENERIMA FREKUENSI Menerima frekuensi dari sumber energi yang diterima oleh sampel.

6. DETEKTOR SINYAL Fungsinya untuk mendeteksi sinyal frekuensi radio yang dihasilkan oleh inti yang beresonansi.

11/04/2008

7. AMPLIFIER Berfungsi sebagai penguat sinyal listrik, karena sinyal yang diterima detektor sangat kecil, umumnya perbesarannya mencapai 105 kali.8. RECORDER Energi frekuensi radio yang dipancarkan oleh cuplikan selanjutnya oleh detektor diubah menjadi besaran yang terukur, misalnya pergeseran kimia (ppm) terhadap intensitas puncaknya.

NMR bekerja secara spesifik sesuai dengan inti atom yang dipakai. Jenis radiasi yang dipakai pada pengukuran NMR adalah radiasi frekuensi radio.

Larutan cuplikan dimasukkan ke dalam tabung berputar dalam medan magnet, Lalu sejumlah radiasi pada frekuensi radio dipancarkan ke sel yang berputar dalam medan magnet, Proton dalam senyawa akan beresonansi sambil memancarkan sejumlah energi frekuensi radio, Energi yang dipancarkan tersebut diterima oleh penerima frekuensi radio, Selanjutnya energi frekuensi radio diterima oleh detektor, yang kemudian mengamplifikasi dan mengubahnya menjadi besaran terukur. Hasil pengukuran NMR proton berupa spektra NMR proton dimana garis vertikal menunjukkan serapan sedangkan garis horizontal menunjukkan pergeseran kimia (, ppm), Cuplikan yang diperiksa harus murni. Pelarut yang digunakan harus pelarut yang tak mempunyai proton, bila pengukutan dilakukan dengan NMR H.

NMR 13 CNMR NMR19

F P

31

Kelebihan NMR

13C

dibandingkan NMR 1H, yaitu:

memberi informasi tentang susunan atom C dalam suatu molekul. dapat mengamati puncak resonansi tiap atom karbon senyawa organik dengan BM 200-400. Tidak ada pengaruh atom-atom karbon yang sama terhadap puncak spektrum karena jumlahnya sedikit dalam molekul. Pengaruh proton terhadap puncak spektrum C-13 dapat dihilangkan

Kelemahan NMR 13C : Kelimpahan NMR 13C di alam sedikit. Desain instrumen NMR 13C sangat rumit. Umumnya digunakan untuk menganalisis senyawa organik.

NMR 19 F Mempunyai bilangan kuantum spin dan momen magnet 2,6285 magneton inti. Frekuensi resonansi F-19 pada 14,092G adalah 56,4MHz. Berguna untuk senyawa-senyawa organik fluor.

NMR 31 P

Mempunyai bilangan spin memprlihatkan puncak NMR yang jelas dengan perubahan kimia hingga 700 ppm. Frekuensi resonansi P-31 pada 14,092G adalah 24,3 MHz. Berguna untuk pnyelidikan bidang biokimia yang berhubungan dengan molekul atom P.

Analisa KualitatifAnalisa Kuantitatif

1. Analisa Kualitatif NMR dapat digunakan untuk menentukan karakter suatu senyawa organik, dari suatu cuplikan yang murni. 2. Analisa Kuantitatif Digunakan untuk menentukan konsentrasi senyawa. Contoh penggunaan NMR dalam analisa kuantitatif adalah dalam penentuan air dalam produk makanan, bahan baku kertas dan materi-materi hasil pertanian. Dalam analisa kuantitatif, NMR mempunyai kelebihan yaitu tidak diperlukannya zat murni. Tetapi yang diperlukannya adalah pembanding, yaitu standar dalam yang murni.

Terima kasih atas perhatian nya,semoga bermanfaat