Ahli kimia organik menggunakan teknik yang disebut spektroskopi resonansi magnetik nuklir, atau singkatnya NMR, untuk menganalisis molekul organik berdasarkan hidrogen dan karbon. Hasil tes dalam grafik yang tampak sederhana menunjukkan puncak untuk setiap atom dalam molekul. Mendefinisikan hubungan antara mereka – konstanta kopling J – memungkinkan peneliti untuk menentukan komposisi sampel.
Grafik NMR
Grafik NMR mengukur lokasi setiap ion dengan bagaimana ia beresonansi dalam medan magnet spektroskop. Resonansi menunjukkan sebagai serangkaian puncak. Setiap puncak dalam grafik sesuai dengan unsur dalam molekul, sehingga molekul yang mengandung satu atom karbon dan tiga atom hidrogen menunjukkan empat puncak. Setiap pengelompokan puncak umumnya disebut sebagai multiplet, tetapi mereka juga memiliki nama khusus yang ditentukan oleh jumlah puncak. Yang memiliki dua puncak disebut duplet, yang memiliki tiga puncak disebut triplet dan seterusnya. Beberapa lebih rumit: Empat puncak mungkin berupa quadruplet, atau mungkin duplet dari duplet. Perbedaannya adalah bahwa semua puncak dalam quadruplet memiliki jarak yang sama, sedangkan duplet duplet akan menunjukkan dua pasang puncak dengan jarak yang berbeda antara puncak kedua dan ketiga. Hal yang sama berlaku untuk kembar empat dan kelipatan lainnya: Puncak dalam kelipatan yang diberikan memiliki jarak relatif yang sama. Jika jaraknya bervariasi di antara keduanya, Anda memiliki pengelompokan kelipatan yang lebih kecil daripada satu kelipatan besar.
Konversi Puncak ke Hertz
Puncak diukur dalam bagian per sejuta, yang – dalam konteks ini – berarti sepersejuta frekuensi operasi spektograf, tetapi konstanta J dinyatakan dalam hertz, jadi Anda perlu mengonversi puncak sebelum menentukan nilai J. Untuk melakukannya, kalikan ppm dengan frekuensi spektograf dalam hertz, lalu bagi dengan satu juta. Jika nilai Anda adalah 1,262 ppm, misalnya, dan spektograf Anda beroperasi pada 400 MHz atau 400 juta hertz, ini memberikan nilai 504,84 untuk puncak pertama.
Tiba di J In a Duplet
Ulangi perhitungan tersebut untuk setiap puncak dalam kelipatan, dan tuliskan nilai yang sesuai. Ada kalkulator daring untuk mempercepat proses itu, atau Anda dapat menggunakan spreadsheet atau kalkulator fisik jika mau. Untuk menghitung J untuk duplet, cukup kurangi nilai yang lebih rendah dari yang lebih tinggi. Jika puncak kedua menghasilkan nilai 502,68, misalnya, nilai J akan menjadi 2,02 Hz. Puncak dalam triplet atau quadruplet semuanya memiliki jarak yang sama, jadi Anda hanya perlu menghitung nilai ini satu kali.
J Dalam Multiplet yang Lebih Kompleks
Dalam multiplet yang lebih kompleks, seperti duplet dari duplet, Anda perlu menghitung konstanta kopling kecil di dalam setiap pasangan puncak dan konstanta yang lebih besar di antara pasangan puncak. Ada beberapa cara untuk mendapatkan konstanta yang lebih besar, tetapi yang paling sederhana adalah mengurangkan puncak ketiga dari yang pertama, dan puncak keempat dari yang kedua. Spektograf biasanya memiliki margin kesalahan kira-kira plus atau minus 0,1 Hz, jadi jangan khawatir jika angkanya sedikit berbeda. Rata-rata keduanya untuk sampai pada konstanta yang lebih besar untuk contoh khusus ini.
Dalam dupleks kembar tiga, alasan yang sama berlaku. Konstanta yang lebih kecil di antara ketiga puncak adalah identik, dalam batas kesalahan spektograf, sehingga Anda dapat menghitung J dengan memilih puncak apa pun pada triplet pertama dan mengurangkan nilai puncak yang sesuai pada triplet kedua. Dengan kata lain, Anda dapat mengurangkan nilai puncak 4 dari nilai puncak 1, atau nilai puncak 5 dari nilai puncak 2, untuk mendapatkan konstanta yang lebih besar. Ulangi seperlunya untuk kelipatan yang lebih besar, hingga Anda menghitung J untuk setiap rangkaian puncak.
Creativeye99/iStock/GettyImages
