Spektrometer Resonansi Magnetik Inti

Spektrometer Resonansi Magnetik Inti
Sebelum era 1950 para ilmuwan khususnya yang berkecimpung dalam bidang kimia organik mersakan kurang puas terhadap apa yang telah dicapai dalam analisis instrumental. Kekurangpuasan mereka terutama dari segi analisis kuantitatif, penentuan struktur dan gugus hidrokarbon yang dirasa banyak memberikan informasi.
Pada waktu itu dirasa perlu menambah anggota teknik spektroskopi untuk tujuan lebih banyak memberikan informasi gugus hidrokarbon dalam molekul. Dua orang ilmuwan dari USA pada tahun 1951 yaitu Felix Bloch dan Edwardo M. Purcell (dari Harvard university) menemukan bahwa inti atom terorientasi terhadap medan magnet.

Selanjutnya menurut Bloch dan Purcell setiap proton di dalam molekul yang sifat kimianya berbeda akan memberikan garis-garis resonansi orientasi magnet yang diberikan berbeda.

Bertolak dari penemuan ini lahirlah metode baru sebagai anggota baru teknik soektroskopi yang diberi nama “Nuclear Magnetic Resonance (NMR)”.
Para ilmuwan di Indonesia mempopulerkan metode ini dengan nama spektrofotometer Resonansi Magnet Inti (RMI). Spektrofotometri RMI sangat penting artinya dalam analisis kualitatif, khususnya dalam penentuan struktur molekul zat organik. Spektrum RMI akan mampu menjawab beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan inti atom yang spesifik seperti:

Gugus apa yang dihadapi?
Di mana lokasinya gugus tersebut dalam molekul?
Beberapa jumlah gugus tersebut dalam molekul?
Siapa dan dimana gugus tetangganya?
Bagaimana hubungan gugus tersebut dengan tetangganya?
Hasil spektoskopi RMI seringkali merupakan penegasan urutan gugus atau susunan atom dalam satu molekul yang menyeluruh.

Fenomena Resonansi Magnet Inti dan Tingkat energinya
Setiap atom dalam sistem susunan berkala mempunyai lambang tertentu disertai nomor dan bilangan massa adalah sebuah atom x yang mempunyai nomor atom (a) dan massa relatif (b). Nomor atom menunjukkan jumah proton dalam inti sedangkan massa atom relatif menunjukkan jumlah netron dan proton dalam inti atom. Sebagai contoh adalah adalah atom karbon yang massa atom relatifnya (12), jumlah proton (6) dan netron (6).

Postulat dari Pauli (1924) mengatakan bahwa elektron yang mengelilingi inti atom pada keaadaan asas akan bergasing, demikian juga inti atom. Setiap lintasan elektron terisi dengan dua elektron yang berpasangan, artinya memberikan arah gasing yang berbeda. Sehingga elektron yang berpasangan tersebur tidak terorientasi oleh medan magnet luar atau bersifat diamagnetik.

Jadi ada suatu atom yang bersifat magnetik semata-mata disebabkan ada sisa pergasingan dari inti atom. Percoaan yang dilakukan oleh Bloch dan Purcell membuktikan bahwa inti atom akan menyerap radiasi elektromagnetik pada medan magnet luar yang kuat. Kesimpulan dari percobaan ini berarti inti atom tersebut terorientasi terhadap medan magnet.

Instrumentasi Spektrometer RMI
Bagian yang terpenting dari spektrofotometer RMI adalah :
1)Magnet kutub utara dan selatan yang dapat diubah kekuatannya dalam rentang kecil tertentu. Induksi medan magnet magnetic flux density dinyatakan dalam standar internasional (SI), yang disimbolkan sebagai H0, dengan satuan kekuatan dalam Tesla (T). Kekuatan medan magnet RMI harus disesuaikan terhadap momen magnet inti proton atau Untuk spektrometer RMI umum dipakai Ho = 2,35 T yang sesuai dengan frekuensi 100 MHz. Ada tiga jenis magnet yang dipakai :
Magnet yang permanen,
Eletromagnet
Magnet superkonduksi
Pemancar (transmisi) frekuensi Radio

2)Pancaran frekuensi Radio (RF) dibuat tetap. Oleh sebab itu spektrum RMI adalah merupakan grafik yang menunjukkan banyaknya energi yang diabsorpsi oleh inti atom dirajah terhadap kuat medan magnet luar (Ho).

3)Tempat sampel merupakan tabung gelas yang diletakkan di antara dua magnet utara dan selatan. Tabung gelas ini tempatnya dalam lilitan kumparan RF. Tabung sampel ini bergasing vertikal, berkekuatan di atas 25 Hz dengan memakai pemutar turbin udara.