Upload
lestari-tia
View
130
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
hgbcgsfnysgnfshjdfsjhysduhsjhfjshdfvjfbuewiaeyfu
Citation preview
Spektroskopi NMR
Kelompok 3:1. Anggia Rose S.(101810301004)2. Tia Lestari(101810301012)3. Rizki Izza N. (101810301016)4. Maya Ulfa I.(101810301022)5. Wardatul B.(101810301045)
Pendahuluan
sejarah
NMR
1946
Edward Purcell
Felix Bloch
Spektroskopi NMR
Didasarkan pada pengukuran absorbsi radiasi EM
Daerah frekuensi radio 4-600 MHz (λ = 75-0,5 m)
Oleh partikel (inti atom) yang berputar di dalam medan magnet
Inti yang terdeteksi
nmr
Bentuk bulat dan berputar
Jumlah muatan/mass
anya ganjilSpinnya 1/2
1H, 19F, 31P, 11B , 13C
Efek medan magnet terhadap spin inti
applymagnetic
field
no field magnetic field
spin - ½ (anti parallel)
spin + ½ (parallel)
two spin states havedifferent energy (E)
Ada kesetimbangan populasi pada kedua keadaan spin dan keadaan spin berenergi rendah lebih disukai
Keadaan spin + ½ (parallel) memiliki tingkat energi lebih rendah. Besarnya perbedaan tingkat energi (E) tersebut tergantung pada intensitas medan magnet proton
Inti pada keadaan spin + ½ (tingkat energi rendah) dapat pindah “flip” ke keadaan spin - ½ (tingkat energi tinggi) dengan cara menyerap energi radiasi elektromagnet (E0) yang besarnya sama dengan E
Peristiwa penyerapan energi radiasi elektromagnet oleh inti ini disebut dengan Resonansi Magnet Inti (NMR), danprosesnya dapat dideteksi dengan alat spektrometeryang disebut NMR spektrometer
applymagnetic
field
electromagnetic radiationE0 = Eno field
E
- ½
+ ½
- ½
+ ½
Dasar teori spektrometri NMR
Teori mekanika klasik
Teoi mekanika kuantum
Fenomena resonansi
magnet inti
Teori mekanika klasik
A Spinning Gyroscopein a Gravity Field
A Spinning Gyroscopein a Gravity Field
A Spinning Gyroscopein a Gravity Field
Teori Mekanika Kuantum
Energi potensial dari suatu medan magnet dipengaruhi medan magnet luar.
V=μ.β.Ho/Hi
Mekanisme absorbsi
Mekanisme absorbsi
Medan magnet diberikan
• inti mulai berpresisi sekitar sumbu putarnya sendiri dengan frekuensi angular
Inti memiliki muatan
• maka presisi menghasilkan getaran medan listrik dengan frekuensi yang sama
Jika gelombang frekuensi radio dari frekuensi yang
sama ini digunakan terhadap proton yang
berputar
Cara memperoleh spektrum nmr
Pulse Fourier Transform (PFT/FT)
Continous Wave (CW)
CW• Masing-masing tipe hidrogen (karbon) dieksitasikan
sendiri-sendiri sehingga dibutuhkan waktu yang agak lama untuk memperoleh spektrum NMR secara keseluruhan
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 noise sehingga peak FT akan terlihat lebih jelas
Kelebihan teknik FT dibanding CW
1H-NMR (Proton Magnetic Resonance)1H-NMR memberikan informasi mengenai:
1. Banyaknya jenis lingkungan hidrogen yang berbeda dalam satu molekul
2. Banyaknya atom hidrogen yang ada pada masing-masing lingkungan hidrogen tersebut
3. Banyaknya atom hidrogen pada atom karbon
INSTRUMENTASI SPEKTROMETER NMR PROTON
INSTRUMENTASI SPEKTROMETER NMR PROTON
11/04/2008
Pemancar Frekuensi
Penerima Frekuensi Detektor
Amplifier
Recorder
Magnet
Generator
Magnet
Pemancar frekuensi
radio
•Sinyal yang dihasilkan dari osilator frekuensi radio (transmitter) disalurkan sepanjang pada kumparan
magnet•Menentukan akurasi dan kualitas dari alat NMR
sel •tempat sampel atau cuplikan yang akan diukur ditempatkan.
Generator
•mengubah medan magnet pada suatu range yang sempit
Penerima frekuensi
•Menerima frekuensi dari sumber energi yang diterima oleh sampel.
Detektor sinyal
•mendeteksi sinyal frekuensi radio yang dihasilkan oleh inti yang beresonansi
amplifier
• penguat sinyal listrik, karena sinyal yang diterima detektor
recorder
• Menyimpan data yang terbaca oleh detektor
Cara kerja spektrometer NMR proton
Larutan cuplikan simasukkan ke dalam tabng (sel) yang berputar dalam medan magnet
Sejumlah radiasi pada frekuensi radio dipancarkan ke sel yang berputar
Proton dalam senyawa akan beresonansi sambil memancarkan sejumlah energi frekuensi radio
Energi yang dipancarkan tersebut diterima oleh penerima frekuensi radio
energi frekuensi radio diterima oleh detektor, dan diubah menjadi besaran terukur
spektra NMR proton, garis vertikal menunjukkan serapan sedangkan garis horizontal menunjukkan pergeseran kimia (δ, ppm)
Pembacaan Sinyal NMR
Dengan menggunakan beberapa parameter spektrum, struktur kimia dari suatu sampel yang diuji akan dapat ditentukan:
Dengan geseran kimia (chemical shift)Dengan integrasi relatifJumlah sinyalKedudukan sinyal Dengan spin-spin coupling
Chemical Shift
Jarak yang memisahkan sinyal-sinyal proton yang dihasilkan dari pengukuranv atau dalam
spektrum NMR
Electronic Shielding
Proton akan berpresisi pada frekuensi yang lebih rendah
Medan magnet yang dialami proton berkurang
Makin besar kekuatan medan magnet yang menentang medan magnet eksternal yang digunakan
Makin besar kerapatan elektron yang mengelilingi proton
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Chemical Shift
Hibridisasi
Proton Asam & Ikatan Hidrogen
Efek Elektron πSuhu
Konsentrasi, pelarut
Efek elektronegativit
as
Geseran kimia Proton
Jenis Proton (ppm)
R-CH3 0.8 – 1.0
R-CH2R 1.2 – 1.4
R3CH 1.4 – 1.7
R2C=CR-CH3 1.6 – 1.9
Ar-CH3 2.2 – 2.5
R-CH2-Cl 3.6 – 3.8
R-CH2-Br 3.4 – 3.6
R-CH2-I 3.1 – 3.3
R-O-CH2-R 3.3 – 3.9
R-CH2-OH 3.3 – 4.0
Jenis Proton (ppm)
R-CO-CH3 2.1 – 2.6
R-CHO 9.5 – 9.6
R2C=CH2 4.6 – 5.0
R2C=CR-H 5.2 – 5.7
Ar-H 6.0 – 9.5
R-C CH 2.5 – 3.1
R-OH 0.5 – 6.0 a
R-COOH 10 – 13 a
Ar-OH 4.5 – 7.7 a
R-NH2 1.0 – 5.0 a
a Geseran kimianya bervariasi tergantung solvent, temperatur, dan konsentrasi
Ekivalensi Kimiasemua proton dalam suatu molekul yang berada dalam
lingkungan yang sama (ekivalen secara kimia) akan mempunyai geseran kimia (chemical shift) yang sama
Memberikan satu puncak absorbsi NMR
Integrasi Relatif
• Luas daerah di bawah sinyal berbanding lurus dengan proton yang menghasilkan sinyal.
• Memberikan informasi mengenai jumlah relatif dari masing-masing tipe proton.
Tinggi Garis
Integrasi
TABEL HARGA TETAPAN KOPLING
Jumlah Sinyal
Lingkungan sama• Proton menyerap energi
pada kekuatan medan yang sama
Lingkungan tidak sama• Proton menyerap energi
pada kekuatan medan yang berbeda
Dapat menerangkan perbedaan proton-proton dalam molekul
Kedudukan Sinyal
• Menggambarkan lingkungan elektronik dari setiap jenis proton.
• Mengetahui tipe proton
Kedudukan Signal
• Proton-proton memiliki pergeseran kimia yang samaLingkungan
sama/ekivalen
Tetapan Kopling (J )1. Menyatakan jarak (Hz) antar dua puncak serapan
2. Timbul akibat adanya interaksi antar proton-proton yang bertetangga lewat ikatan
3. Besarnya harga kopling tergantung interaksi antar proton yang saling kopling
J JJ
Spin-spin kopling
Ha
Tidak ada kopling
Kopling dengan H1
Kopling dengan H2
Ha
Tidak ada kopling
Kopling dengan H1
Kopling dengan H2
Kopling Orde Satu
H1 = H2
Kopling Multiplikatif
H1 H2
CONTOH SPEKTRUM 1H NMR
T E I M A
KASIH
R