Soal-Soal II

Tugas rumah 1 *)

Tugas literatur: berdasarkan studi literatur yang anda lakukan, uraikan priinsip kuantum, parameter-parameter yang ada, dan kegunaan plot Ramachandran.

Tugas rumah 2 *)

1. Berapa frekuensi resonansi proton dalam medan magnet 14,1 T?
2. Berapa frekuensi resonansi 19F dalam medan magnet 16,2 T?
3. 33S mempunyai spin inti 3/2 dan g-factor inti 0,4289. Hitung energi keadaan-keadaan spin inti dalam medan magnet 7,500 T.
4. 14N mempunyai spin inti 1 dan g-factor inti 0,4404. Hitung energi keadaan-keadaan spin inti dalam medan magnet 11,50 T.
5. Hitung frekuensi pemisahan tingkat-tingkat energi spin inti 13C dalam medan magnet 14,4 T dengan g adalah 6,73×107 T-1s-1.
6. Hitung frekuensi pemisahan tingkat-tingkat energi spin inti 14N dalam medan magnet 15,4 T dengan g adalah 1,93×107 T-1s-1.
7. Pada sistem berikut, berapa pemisahan tingkat energi terbesar? (a) proton dalam spektrometer NMR 600 MHz, (b) deuteron dalam spektrometer yang sama.
8. Pada sistem berikut, berapa pemisahan tingkat energi terbesar? (a) 14N dalam spektrometer (untuk proton) NMR 600 MHz, (b) elektron pada radikal dalam spektrometer dengan medan 0,300 T.
9. Hitung perbedaan energi antara keadaan spin energi terendah dan tertinggi inti 14N dalam medan magnet 15,00 T.
10. Hitung energi yang diperlukan untuk memenuhi kondisi resonansi proton tidak terlindungi dalam medan radiofrekuensi 150,0 MHz.
11. Gunakan tabel 1.1 untuk memperkirakan medan magnet agar (a) 1H, (b) 2H, dan (c) 13C beresonansi pada (i) 250 MHz, (ii) 500 MHz.
12. Gunakan tabel 1.1 untuk memperkirakan medan magnet agar (a) 14N, (b) 19F, dan (c) 31P beresonansi pada (i) 300 MHz, (ii) 750 MHz.

Tugas rumah 3 *)

1. Hitung perbedaan populasi relatif (dN/N) untuk proton dalam medan magnet (a) 0,30 T, (b) 1,5 T, (c) 10 T pada 25oC.
2. Hitung perbedaan populasi relatif (dN/N) untuk inti 13C dalam medan magnet (a) 0,50 T, (b) 2,5 T, (c) 15,5 T pada 25oC.
3. Secara umum spektrometer pertama yang ada beroperasi pada frekuensi 60 MHz; Sekarang sudah biasa menggunakan spektrometer yang beroperasi pada 800 MHz. Berapa perbedaan / perbandingan populasi relatif keadaan spin 13C di dalam kedua spectrometer pada 25oC?
4. Berapa nilai relatif pergeseran kimia yang diamati untuk inti dalam spektrometer pada soal 3 bila dinyatakan dalam (a) nilai d, (b) frekuensi.
5. Pergeseran kimia proton CH3 dalam aseteldehid (etanal) adalah d = 2,20 dan proton CHO adalah 9,80. Berapa perbedaan medan magnet lokal antara kedua daerah d molekul bila medan luar adalah (a) 1,5 T, (b) 15 T.
6. Pergeseran kimia proton CH3 dalam dietil eter adalah d = 1,16 dan proton CH2 adalah 3,36. Berapa perbedaan medan magnet lokal antara kedua daerah d molekul bila medan luar adalah (a) 1,9 T, (b) 16,5 T.

Tugas rumah 4 *)
1. Ulangi kerjakan soal-soal tugas 1, 2, dan 3 (tidak perlu dikumpulkan).
2. Gunakan tabel 1.1 untuk memperkirakan medan magnet agar (a) 14N, (b) 19F, dan (c) 31P beresonansi pada (i) 300 MHz, (ii) 750 MHz.
3. Gambarkan spektrum NMR 1H asetaldehid menggunakan data J=2,9 Hz dan data pada tugas 3 nomor 5 dengan epektrometer NMR (a) 250 MHz, (b) 500 MHz.
4. Gambarkan spektrum NMR 1H dietil eter menggunakan data J=6,97 Hz dan data pada tugas 3 nomor 6 dengan epektrometer NMR (a) 350 MHz, (b) 650 MHz.
5. a) Hitung dengan metode komputasi muatan pada atom-atom pada metanol, fluorometana, klorometana, bromometana dan etanol. (b) prediksi pergeseran kimia atom H dan bandingkan dengan data eksperimen. Apakah ada korelasi linier antara muatan (efek induksi) para dengan nilai pergeseran kimianya?
6. (a) Hitung dengan metode komputasi muatan pada atom C para terhadap substituennya menggunakan software pemodelan molekul terhadap sekelompok molekul: benzena, fenol, toluen, trifluorotoluen, benzonitril, dan nitrobenzena. (b) pergeseran kimia atom C para pada setiap molekul di atas adalah 130,1 (OH), 128,4 (CH3), 128,5 (H), 128,9 (CF3), 129,1 (CN), 129,4 (NO2). Apakah ada korelasi linier antara muatan atom C para dengan nilai pergeseran kimianya? (soal tambahan)

*) Atkins, P. and De Paula, J., 2006, Physical Chemistry, 8th ed., Oxford University Press..

  • Share/Bookmark