Prinsip Dasar NMR

May 12, 2019 | Author: Roselyn Azizuka Fransiska | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

nmr...

Description

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Resonansi Inti Atom

Semua inti bermuatan, dalam beberapa inti, muatan ini berpusing (ber-spin)  pada sumbu inti, dan pusingan muatan inti ini menghasilkan suatu dipol magnet sepanj sepanjang ang sumbu sumbu yang yang dinyata dinyatakan kan dengan dengan momen momen magnet magnetik ik inti inti µ (Supra (Supratm tman, an, 2010). Seperti halnya mainan gasingan anak-anak, tenaga diserap oleh proton karena kenyata kenyataanny annyaa bahwa bahwa mereka mereka mulai mulai berput berputar ar miring miring dalam dalam medan medan magnet magnet yang yang digunakan. arena pengaruh medan gra!itasi bumi, maka gasing mulai bergoyang sekitar sumbunya. "al tersebut terjadi pada inti yang berputar akibat pengaruh medan magnet yang digunakan. #ila medan magnet diberikan, inti akan mulai presesi sekitar  sumbu sumbu putarny putarnyaa sendir sendirii dengan dengan $rekuen $rekuensi si anguler anguler.. %rekue %rekuensi nsi saat saat proton proton preses presesii adalah berbanding lurus dengan kekuatan medan magnet yang digunakan. &ika medan magnet yang digunakan adalah 1'.100 auss, maka $rekuensi presisi dari proton adalah sekitar 0 *"+. arena inti mempunyai mempunyai muatan, muatan, maka presisi menghasilkan menghasilkan getaran medan listrik dengan $rekuensi yang sama. &ika gelombang $rekuensi radio dari $rekuensi $rekuensi yang sama ini digunakan digunakan terhadap terhadap proton yang berputar, berputar, maka tenaga dapat diserap. #ila $rekuensi dari komponen medan listrik yang bergetar dari radiasi yang datang tepat sama dengan $rekuensi dari medan listrik yang dihasilkan oleh inti

1

2

yang berputar, dua medan dapat digabung dan tenaga dapat dipindahkan dari radiasi yang datang ke inti, sehingga menyebabkan muatan berputar, keadaan ini disebut resonansi dan dikatakan inti beresonansi dengan gelombang elektromagnetik yang datang (ristianingrum, 200'). #erdasarkan konsep spin elektron. #ilangan spin kuantum dari elektron adalah 12 dan -12. ¨ah ini mengindikasikan bahwa elektron dapat memiliki satu dari dua orientasi spin yang mungkin. ilai sebenarnya dari kjumlah kuantim spin inti  bergantung pada nomer massa dan nomer atom. arenanya, isotop unsur memiliki  bilangan kuantum spin. amun, bilangan kuantum spin tidak dapat ditentukan menggunakan bilangan proton dan neutron di dalam inti melainkan ada sebuah generalisasi yang berguna diantara bilangan kuantum spin dari suatu unsur dan  bilangan proton dan neutron yang dirangkum sebagai berikut (#al/i, 200)  a) nsur genap-genap nsur yang memiliki nomer massa dan atom genap seperti halnya atom 3 yang memiliki nomer massa 12 dan nomer atom . 4rtinya karbon tersebut memiliki  proton dan  neutron. #ilangan kuantum spin inti yang tergabung dalam grup ini adalah 0 (56o). nsur tersebut bersi$at inakti$ di dalam spektroskopi *7.  b) nsur ganjil-ganjil nsur yang memiliki nomer massa dan nomer atom ganjil seperti halnya atom hidrogen dengan 1 proton tanpa neutron. 4tom $luor yang memiliki 8 proton dan 10

9

neutron /) nsur ganjil genap nsur ini memiliki nomer massa ganjil dan nomer atom genap seperti isotop karbon 19 artinya memiliki  proton dan : neutron. #ilangan kuantum spin inti (5) pada grup ini adalah multiple dari 12 yang berarti bisa 12, 92, 2, :2, 82. 2.2 Pergeseran kimia ( Chemical Shifts)

;engukuran pergeseran kimia didasarkan pada posisi resonansi inti proton sebagai standar primer. 3l9 atau 3> ("ariani, 200C). 2." #aktor$%aktor &ang Mempengar'i Pergeseran imia

4tom hidrogen dalam suatu senyawa organik selalu terikat dengan ikatan sigma  baik pada karbon, oksigen atau atom lain. *edan magnet luar akan mengakibatkan ele/tron-elektron sigma ini beredar, akibatnya adalah timbulnya medan magnet mole/ular ke/il yang melawan #o. ;roton yang terikat dengan ikatan sigma akan terperisai ( shielded ), sehingga diperlukan medan yang kuat untuk mengalahkan e$ek 

8

medan imbasan agar terjadi resonansi.

ambar 2.2 Skema +ona terperisai dan tak terperisai di sekitar /in/in ben+ena

Seperti halnya pada molekul /in/in ben+ena (ambar 2.2), /in/in pada ben+en menurunkan kekuatan medan magnet terluar di tengah bagian /in/in (atas dan bawah) dan meningkatkan kekuatan medan magnet diluar /in/in. 4lhasil, proton di dalam  bidang molekul dan diluar /in/in dibawah pengaruh peningkatan momen magnet dan tidak terlindungi. 7esonansi dari pergeseran proton ke medan terendah. arenanya,  proton di daerah atas dan bawah dibawh pengaruh penurunan medan magnet dan terlindungi. *aka dari itu, resonansi dari proton mun/ul pada medan tertinggi. 3in/in  ben+en tidak memiliki proton di tengah /in/in atau diatas dan dibawah /in/in. Semua  proton ben+en berlokasi di bidang molekular dan diluar /in/in sehingga pergeseran kimia untuk proton ben+en mun/ul di medan terendah (#al/i, 200). 7apatan elektron suatu ikatan ko!alen karbon-karbon dipengaruhi oleh elektronegati$itas atom-atom lain terikat pada karbon itu. Suatu /ontoh yang spesi$ik 

10

ikatan 3-% dan 3"9% bersi$at polar, atom $lour mengemban muatan negati$ parsial dan atom karbon mengemban muatan positi$ parsial. arena karbon memiliki muatan  positi$ parsial, maka elektron-elektron dalam tiap ikatan sigma 3-" akan tertarik ke arah karbon dan menjauhi atom hidrogen. >alam pembahasan mengenai stabilitas karbokation, polarisasi ikatan-ikatan oleh pusat-pusat positi$ atau negati!e disebut e$ek indukti$. eseran suatu unsur yang elektronegati$ ini, merupakan suatu /ontoh lain mengenai e$ek indukti$. >alam hal ini, akibat e$ek penarikan elektron oleh % ialah bahwa disekitar % rapatan elektron membesar dan di sekitar tiap atom hidogen rapatan elektron menge/il. ;roton 3"9% menjadi tak terperisasi dan menyerap di  bawah medan (downfield ) dibandingkan dengan proton-proton 3"'  (Supratman, 2010). engan demikian , e$ek induksi menghasilkan pergeseran paramagnetik yang besarnya  beberapa ppm. A$ek medan yang disebabkan oleh momen dipol dan anisotropi dari gugus kimia merupakan hal yang sangat penting dalam penetapan besar ke/ilnya daerah pergeseran, dengan besar dan arahnya tergantung dari jarak dan sudut yang mempengaruhi (Sil!erstein, 200).

12

2." Pemelaan Spin inti *i *alam spektr'm 1H$NMR 

;erbedaan di dalam pergeseran kimia dari proton disebabkan oleh medan magnet elektron yang mengelilingi inti yang ber!ariasi. ;ergeseran kimia juga bisa dipengaruhi oleh anisotropi magnetik dari gugus $ungsi yang berbeda. >engan melihat $aktor tersebut, poin utama dari bagaimana penjajaran (parallel atau antiparalel) momen magnet proton ("b) di dalam medan magnet eksternal dapat mempengaruhi pergeseran kimia proton tetangganya " b. ;enjajaran yang berbeda dari momen magnet proton "b akan menyebabkan peme/ahan di dalam sinyal proton "a. Sebagai konsekuensi, jumlah sinyal di dalam spektrum akan meningkat dan kemun/ulan spektrum akan kompleks. >i waktu yang sama,kita dapat memperoleh in$ormasi lebih banyak dari spektrum untuk bahan interpretasi. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, interpretasi spektrum yang terdiri dari garis tunggal ( singlet ) adalah sulit. Singlet mun/ul dari proton-proton yang setara (equal ) yang tidak  memiliki proton tetangga. 7esonansi garis tunggal dapat mun/ul dari metil (3"9), metilen (3"2), dan proton metin (3"). ;ada penerapannya, berikut ditampilkan struktur senyawa etil asetat beserta spektrumnya (#al/i, 200).

ambar 2.9 Struktur senyawa etil asetat

19

4nalisa spektrum 1"-*7 pada etil asetat adalah bahwasanya senyawa tersebut mengandung dua gugus metil yang berbeda, pergeseran kimianya berbeda  pula. Satu metil terikat se/ara langsung dengan gugus karbonil dan metilen lain. ugus metil yang terikat pada gugus karbonil beresonansi sebagai singlet   pada 2.00  ppm sedangkan gugus metil lainnya beresonansi pada 1.9 ppm sebagai triplet (tiga  pun/ak).

ambar 2.' Spektrum 1"-*7 pada etil asetat ugus metil yang terikat pada karbon karbonil tidak memiliki proton tetangga, namun, grup metil lainnya memiliki dua proton tetangga. >ari interpretasi tersebut dapat disimpulkan bahwa proton tetangga (-I3"2-) bertanggungjawab dalam  peme/ahan sinyal dari grup metil. Bebih jauh lagi, proton metilen beresonansi pada '.1 ppm sebagai quartet   (empat pun/ak). #ukti ini menunjukkan bahwa proton metil  bertanggungjawab dalam peme/ahan sinyal resonansi proton metilen (-3"2-) (#al/i,

1'

200). 2.+ opling spin inti

>alam menentukan struktur, adalah penting mempelajari tentang konstanta kopling. onstanta kopling memberikan in$ormasi yang penting mengenai struktur  kimia. >i dalam spektroskopi 193-*7, inti karbon yang berpasangan dengan proton  juga dengan inti karbon lain, inilah yang disebut dengan kopling. opling 193-193 dapat mun/ul dalam molekul yang mempunyai dua inti

19

3 yang berdekatan.

emungkinan untuk memiliki inti karbon 19 yang berdekatan adalah sekitar 0,01D. #iasanya kopling karbon hilang di bagian noise. ntuk itu kopling yang digunakan adalah kopling yang heteronuklir artinya antara inti karbon 19 dan hidrogen. 2." Preparasi Sampel

ambar 2.2 ata Spektroskopi Supratman . 2010. Alusidasi Struktur Senyawa Irganik (*etode Spektroskopi untuk ;enentuan Struktur Senyawa Irganik. Fidya ;adjadjaran. #andung Sil!erstein 7*, Febster %H, ierrie >&. 200. Spectrometric Identification of  Organic Compound . Ad ke-:. &ohn Filley K Sons ew Lork  #al/i *. 200. Basic 1 H- and 13C-!" Spectroscop#. Ad ke-1. Alse!ier.
View more...

Comments

Copyright ©2017 itdaklak.info Inc.
SUPPORT itdaklak.info