Tpe - rmn(résonnance magnétique nucléaire) note: 19/20

Pages: 23 (5554 mots) Publié le: 9 novembre 2010
Comment déterminer la structure moléculaire d'un échantillon d'éthyle benzène (C8 H10 ) à l'aide d'un spectromètre à Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) ?

5 mars 2009

Table des matières

Introduction 1 Principe et composition du RMN

2 3

1.1 Principe RMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Composition d'un spectromètre RMN . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .

4 6

2

Réalisation d'une analyse

2.1 Mouvement de précession . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Excitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Réception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
17

10

3

Réalisationexpérimentale sur un échantillon C8 H10 (éthyle benzène)

3.1 Réalisation de l'analyse avec un appareil haute résolution . . . . . . . . . . . . . 18 3.2 Interprétation du résultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
24 25

Conclusion Bibliographie

1

Introduction

C'est au début du XX siècle que la spectrométrie RMN (résonance magnétique nucléaire) commence à sedévelopper, d'abord avec la découverte du spin en 1925 par Samuel Abraham Goudsmit et George Eugene Uhlenbeck , puis avec la première expérience RMN réalisée par Bloch à l'Université Stanford en même temps que celle de Purcell à l'Université Havard en 1946. Mais ce n'est qu'en 1953 que le premier spectromètre RMN est commercialisé. Aujourd'hui, il existe trois ou quatre distributeurs dans le monde : lesÉtats Unis, le Japon et l'Europe. Un alliage d'entreprises européennes, nord américaines et japonaises fournissent ces appareils. Dans le nom spectromètre RMN, on retrouve deux dénitions importantes. Tout d'abord, celle de spectromètre, appareil permettant de déterminer la structure et la composition d'une molécule par l'analyse d'un spectre. Il existe d'autres techniques complémentairesdiérentes de celle en question : la spectrométrie de masse, infrarouge, rayon X, entre autres. Ensuite il faut dénir RMN, dont les initiales signient Résonance Magnétique Nucléaire. La résonance est un phénomène qui se produit dans tout système physique, qu'il soit électrique, mécanique ou magnétique lorsque le système est susceptible de modier son état d'équilibre et d'emmagasiner de l'énergie sousl'inuence d'une sollicitation externe à une fréquence bien précise. Dans le cas de la RMN, on s'intéresse à l'étude du champ magnétique, qui interagit dans cette situation avec le noyau de l'atome, d'où l'adjectif nucléaire. Dans la spectrométrie, on étudie des échantillons. Or ces échantillons sont composés de molécules. À titre indicatif, les molécules sont constituées d'atomes, qui sont formésd'électrons et de nucléons. Les nucléons sont, eux, répartis entre protons et neutrons. La RMN est l'analyse de la réaction des protons qui sont soumis à un champ magnétique intense, pour ainsi dénir la structure de la molécule en question. Ce principe de spectrométrie RMN est utilisé dans diérents domaines, que ce soit dans l'industrie pharmaceutique, dans le médical, dans la recherche enlaboratoire de biologie ou de chimie, mais aussi dans l'industrie. On souhaite pouvoir déterminer la structure moléculaire d'un échantillon à l'aide d'un spectromètre RMN. Il s'agit d'introduire le principe de la RMN avec la composition de l'appareillage, ensuite montrer comment se réalise l'analyse pour nalement étudier un échantillon d'éthyle benzène C8 H10 par mesure expérimentale. 2

Partie 1Principe et composition d'un appareil RMN

3

1.1

Principe RMN

Dans cette première partie on étudiera le principe de la RMN ainsi que la composition du spectromètre. Pour qu'il y ait résonance magnétique, un champ magnétique supérieur au champ terrestre est nécessaire, et donc un champ plus élevé que 0,46 Gauss, de symbole G. Aujourd'hui, on est capable d'atteindre jusqu'à 23,5...
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