Medición de resonancia magnética nuclear

Estamos en proceso de diseñar un experimento de RMN para nuestro laboratorio de física. Se ha configurado el equipo y se ha obtenido frecuencia de resonancia para algunas muestras. La configuración es un poco rudimentaria con un rango de frecuencia muy pequeño disponible (16 a 22 MHz). Ahora sé que podemos hacer un montón de cosas con una señal de RMN con respecto a la detección de muestras y el análisis de la naturaleza del compuesto, pero eso lo llevaría más hacia la química o la química física. Quiero mantenerlo más hacia la física. Entonces, tengo dos consultas al respecto:

  1. Cuando obtuvimos la señal en un osciloscopio (imagen adjunta), en el modo XY, el puerto del eje x proviene del campo magnético y parece que es la fuerza del campo magnético oscilante. ingrese la descripción de la imagen aquíEl eje Y en el osciloscopio proviene de la sonda de RMN. Pero parece que no puedo encontrar lo que realmente mide la sonda de RMN. La salida debe ser voltaje en función de esa señal, pero no puedo entender qué está midiendo. En una configuración de ESR (resonancia de espín de electrones), por ejemplo, he visto que cuando se establece la frecuencia de resonancia, la pérdida de energía del campo oscilante hace que cambie la impedancia del campo y eso es lo que se mide. ¿Es lo mismo para la RMN?

  2. En una ESR, si usa DPPH (DiPhenyl Picryl Hydrazyl) como muestra y mide la relación giromagnética del electrón, dado que solo hay un electrón desapareado en toda la molécula, el factor g del electrón resulta ser muy cercano a ese de un electrón libre. Me preguntaba, ¿es posible encontrar un compuesto donde solo haya un protón libre (principalmente) y si ese compuesto podría usarse para medir el factor g aproximado de un protón libre como en el caso de ESR de DPPH? Y si es así, ¿qué material se recomienda?

¿Cuál es la muestra? ¿A qué hora por división? ¿Qué campo magnético? ¿Esto es RMN de pulso?
Puedo conseguir casi cualquier cosa. Actualmente tengo agua, glicerina, teflón, poliestireno. El campo magnético se puede tomar al menos hasta 1 T. Es una RMN de onda continua.
¿Por qué la forma de línea de esta muestra secreta no es simétrica?
Porque el gráfico es una instantánea del osciloscopio donde el eje y proviene de la sonda de RMN y el eje x tiene el campo magnético fluctuante. Al menos creo que esa es la razón. Creo que obtienes un gráfico simétrico con frecuencia en el eje x.
¿Nos estamos perdiendo una parte importante de tu imagen? Si el eje horizontal es la fuerza del campo magnético, entonces debe estar barriendo el campo (es decir, no constante). ¿O está barriendo la frecuencia de RF en el eje horizontal? El eje y será entonces una respuesta, y el garabato que ve en el medio de la pantalla es cuando el sistema entra en resonancia. sin saber la marca y el modelo de su NMR es difícil ayudar.
Sí, tienes toda la razón. El eje x es el campo de RF establecido en una determinada frecuencia. El eje y es la respuesta. El equipo es una configuración rudimentaria de Leybold Didactic ( leybold-shop.com/chemistry/catalogue-of-experiments-chemistry/… )

Respuestas (2)

1) En RMN, excitas los nucleones en la materia con el campo magnético, haciendo que emitan ondas electromagnéticas. Es la amplitud de onda em en su eje y. Suponiendo que la configuración es estándar y no hay ningún problema en alguna parte.
Es muy similar a ESR, excepto por la pregunta de qué se está excitando (la pista está en los nombres respectivos)

2) Teóricamente hidrógeno, que se ioniza a un plasma de protones. Sin embargo, no tengo experiencia práctica en esto, quiero que quede claro. Como estoy seguro de que sabes, el hidrógeno es explosivo.

Gracias por la respuesta. Supongo que eso explicaría por qué la señal está decayendo en la imagen que publiqué.

Entonces, parte de la respuesta ya la dio KMLCarter. El eje y tiene la energía absorbida por los átomos.

La respuesta para la segunda parte es que cualquier material en el que solo estén presentes núcleos de hidrógeno tendrá una relación giromagnética cercana a la de un protón libre. Por ejemplo, la relación giromagnética de un protón libre es 42,5774806 MHz/T (ref: Wikipedia) y la relación giromagnética de la glicerina o el agua está bastante cerca de ese valor. Siempre hay un ligero cambio en los valores debido al campo adicional de los átomos circundantes.

Así que esto es lo que he decidido hacer con el equipo. Ya se proporcionó un material de referencia con una relación giromagnética conocida y se utilizará para calibrar el campo magnético del equipo. Una vez hecho esto, se utilizará agua o glicerina para medir la relación giromagnética aproximada de un protón. Once podría intentar hacer lo mismo con otro material para medirlo también para el neutrón. Entonces estoy pensando en usar un material con un espín nuclear de 3/2. Eso dará más estados de energía. Pero aún queda por ver si eso se puede hacer dentro del rango limitado de frecuencia que tiene el equipo.

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