[화학과 분석화학 실험] 핵자기 공명 분광법 NMR

소개글

1. 실험 목적
이 실험에서는 NMR을 이용하여 Peak을 해석하고 구조식을 그리며 Mixture에 어떤 물질이 어떤비율로 섞였는지 알아보도록 한다.
2. 실험기구 및 시약
2-1. 실험기구
400Mhz의 양성자 NMR분광계, 피펫(1mL와 10mL), 샘플 실린더
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목차

1. 실험 목적
2. 실험기구 및 시약
3. 실험 원리
4.실험방법

본문내용

1. 실험 목적
이 실험에서는 NMR을 이용하여 Peak을 해석하고 구조식을 그리며 Mixture에 어떤 물질이 어떤비율로 섞였는지 알아보도록 한다.

2. 실험기구 및 시약

2-1. 실험기구
400Mhz의 양성자 NMR분광계, 피펫(1mL와 10mL), 샘플 실린더

2-2. 시약
에탄올, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 클로로포름(시약급)

3. 실험 원리

3-1. 이론적 해석
핵자기 공명분광기(NMR Spectrometer)의 기본원리
조그만 자석과 같은 원자핵에 자기장을 걸면, 무질서하게 흩어져 있던 핵들이 몇 가지 상태(에너지 상태)로 배열하게 된다. 원자핵은 이들 각 상태들의 에너지 차이에 해당하는 만큼의 전자기파를 흡수하여 낮은 데서 높은 에너지 상태로 옮겨간다. 이것을 공명현상이라고 한다.
원자핵이 공명상태가 되면 특정 주파수의 신호를 만드는데 이것을 측정하는 장치가 핵자기공명 분광기이다.
여기서 가장 중요한 것은 자기장(magnet)인데, 자기장이 세면 셀수록 분해능(resolution)과 감도(sensitivity)가 좋아 복잡한 물질도 분석이 쉽기 때문에 안정하고 균질하면서도 센 자기장을 얻으려고 애쓰고 있다.
참고로 600MHz란 1초에 6억번 진동하는 전자기파를 뜻하는데, NMR에서는 수소핵의 공명주파수가 600MHz에 해당하는 자기장의 세기를 나타내는 말로서 약 14.1 T (tesla, 1 T = 10000 Gauss) 정도이다.

3-2. 핵자기 공명분광기(NMR Spectrometer) 활용 분야
자연에 존재하거나 또는 실험실에서 합성되는 화합물의 구조분석과 동력학적인 특성을 밝히기 위해 최근년에 들어 화학자들은 고분별능 핵자기공명분광기(NMR)를 많이 이용하고 있다.
1947년 화합물에서 핵자기공명 신호를 처음으로 발견한 이래 1970년대 초반 감도가 대단히 낮은 핵종의 신호를 기록할 수 있는 펄스-푸리에 변환기법(Pulse Fourier Transform)이 NMR 분광학에 응용되었다.

참고 자료

[1]. Donald T. Sawyer/ William R. Heineman/ Janice M. Beebe, 기기를 이용하는 화학실험법, 박기채/박면용/원충택/차기원,