80. Общая схема по ямр: треб. К оборуд. Услов. Провед. Стац. Метода (развертка по полю и частоте)

С пектры ЯМР получают на спектрометрах. Их принципиальная схема. Образец в ампуле 8 помещается в сильное однородное постоянное магнитное поле напряжённостью Н, создаваемое постоянным электромагнитом 7. И одновременно находится в катушке 9 под непрерывным воздействием высокочастотного поля небольшой мощности с напряжённостью Нν, создаваемого генератором 1. При использовании полевой развёртки при постоянном значении частоты ν переменного магнитного поля плавно меняют напряжённость Н постоянного магнитного поля. При достижении условия резонанса (hν = γ_n ђ Н = g_n _n Н - условие ЯМР) происходит поглощение энергии и возникает небольшое изменение силы тока в катушке 9. Это изменение усиливается усилителем 3, детектируется детектором 4 и регистрируется самописцем или осциллографом 5.

2- радиочастотный мост.

6- источник питания электромагнита.

Спектрометры ЯМР характеризуются 3 основными параметрами:

- рабочей частотой (40; 60; 100; 220 МГц);

- чувствительностью, которая зависит от напряжённости Н постоянного магнитного поля, а также разрешающей способностью. Более чувствительный прибор даёт более интенсивные сигналы при одинаковой концентрации определяемых ядер в образце.

- разрешающей способностью спектрометра ЯМР называется отношение минимума расстояния между линиями в спектре, когда эти линии ещё можно различить как отдельные к рабочей частоте прибора в Гц. Современные приборы позволяют различать 2 линии отстоящие друг от друга всего на 0,2-0,5 Гц.

Спектры ЯМР чаще всего снимают для жидкостей и растворов, иногда для газов, для определения степени кристалличности, н-р, полимеров или минералов, снимают ЯМР спектры широких линий (твёрдых образцов). Для приготовления растворов должны использоваться растворители сами не дающие сигналов ЯМР (н-р, CS₂ или CCl₄) или поглощающие радиочастотные излучения в другой области спектра. Н-р, для получения спектров ПМР используют дейтерированный хлороформ или дейтерированный диметилсульфоксид.

81 Импульсная Фурье спектроскопия ЯМР: основные характеристики импульса. Спад свободной индукции. Фурье преобразование. Схемы приборов. Приготовление образцов. Ампулы, эталоны и выбор растворителя.

ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ - метод оптич. спектроскопии, в к-ром спектр получают в результате фурье-преобразования т. наз. интерферограммы исследуемого излучения. Интерферограмма зависит от оптич. разности хода двух лучей и представляет собой Фурье-образ спектра, т. е. ф-ции распределения энергии излучения по частотам.

Прибором для ФС служит фурье-спектрометр (рис.), основная часть к-рого - интерферометр Майкельсона. Интерферометр содержит два взаимно перпендикулярных зеркала - неподвижное 1 и подвижное 2 и полупрозрачную светоделительную пластину 3, расположенную в месте пересечения падающих пучков излучения и пучков, отраженных от обоих зеркал. Пучок излучения от источника 4, попадая на пластину 3, разделяется на два пучка. Один из них направляется на неподвижное зеркало 1, второй - на подвижное зеркало 2; затем оба пучка, отразившись от зеркал, выходят через светоделитель из интерферометра в одном и том же направлении. Далее излучение фокусируется на образце 5 и поступает на детектор излучения 6. Два пучка отличаются друг от друга оптич. разностью хода, величина к-рой меняется в зависимости от положения подвижного зеркала. В результате интерференции пучков интенсивность результирующего потока I(х) периодически меняется. Частота модуляции зависит от частоты падающего излучения v и смещения подвижного зеркала х. В результирующей интерферограмме точку белого света. В этой точке для всех частот наблюдается максимум; от нее ведут отсчет смещения подвижного зеркала. Для градуировки перемещений последнего часто используют интерферограмму монохро-матич. излучения от лазера (обычно на основе Не - Ne), введенного в фурье-спектрометр.

Рис. Оптическая схема фурье-спектрометра: 1 - неподвижное зеркало интерферометра; 2 - подвижное зеркало; 3 – светоделительная пластина; 4 - источник излучения; 5 - исследуемый образец; 6 - детектор излучения.

При поглощении образцом излучения с к.-л. частотой наблюдается уменьшение интенсивности интерферограммы, соответствующей этой частоте. После проведения фурье-преобразования в полученном спектре наблюдается полоса поглощения образца. Преобразование Фурье осуществляют на ЭВМ.

На детектор в каждый момент поступают сигналы, соответствующие всем частотам. За одно сканирование (за время t₁) регистрируется спектр с таким же отношением сигнал/шум (S/N)t₁, как и для дисперсионного спектрометра (но за время t₂ на неск. порядков большее, чем t₁). Если для получения спектра на фурье-спектрометре затратить время t₂, то отношение сигнал/шум возрастает во много раз в соответствии с ур-нием   .

Вследствие того что интерферометр модулирует каждую частоту излучения разл. образом, отсутствует влияние рассеянного излучения, это обеспечивает высокую точность измерений даже высокой оптич. плотности. Любое излучение, исходящее из образца, не модулируется и не детектируется, так что в спектре отсутствуют ложные сигналы.

Наличие ЭВМ позволяет кроме вычисления спектра производить и др. операции по обработке полученных эксперим. данных, осуществлять управление и контроль за работой самого прибора.

Имеются фурье-спектрометры для получения спектров в разл. областях - от неск. см^-1 до десятков тыс. см^-1, в т.ч. спектров комбинац. рассеяния. Чувствительность аналит. определений на фурье-спектрометре обычно в 100-1000 раз выше, производительность в сотни раз больше, погрешности измерений на порядок меньше, чем в случае использования дисперсионных приборов. Пределы обнаружения ряда в-в достигают долей нг, а использование микроскопа позволяет анализировать включения в образцах размерами 10 x 10 мкм². С помощью ФС можно изучать кинетику р-ций, протекающих за время ок. 1 мс.