Ya se ha comentado que las señales de RMN se analizan respecto a dos características, intensidad y frecuencia.  Las frecuencias absolutas se miden en hercios (Hz - ciclos por segundo) o megahercios (MHz). El informe sobre las señales medidas se simplifica si todas las mediciones de frecuencia se realizan respecto a la referencia. Para RMN de ¹H, la referencia recomendada es una sustancia química denominada tetrametilsilano (TMS). Cuando se adquiere un espectro ¹H o ¹³C, la presencia de TMS origina un pico único y fácilmente identificable. Dicho pico toma el valor cero como referencia y las frecuencias de todos los demás picos se indican en términos de su frecuencia en relación con la frecuencia de TMS. De esa forma, podemos hablar de una señal que está 2,5 kHz por encima del pico de TMS. Esto es preferible a citar la frecuencia absoluta de la señal, lo que podría asemejarse a 500,1325 MHz.

Referenciar las señales respecto al pico de TMS reduce claramente el número de dígitos necesarios para describir la frecuencia de una señal. Sin embargo, esto se puede simplificar aún más si se usa la unidad ppm en lugar de los hercios. La unidad ppm representa frecuencias como fracción de la frecuencia de resonancia absoluta que dependerá de la intensidad del imán. La ventaja de la unidad ppm es que las mediciones de frecuencia son independientes de la potencia del imán. Esto simplifica enormemente la comparación de espectros adquiridos con diferente espectrómetros.

Los factores de conversión a utilizar al cambiar de hercios a ppm (y viceversa) se muestran en el siguiente diagrama.

 

Las ventajas de utilizar la unidad ppm quedarán más claras con un ejemplo práctico.

Supongamos que se observó una señal ¹H a 2,5 kHz por encima de TMS usando una frecuencia portadora (SF01) de 500 MHz. La frecuencia de cualquier señal de RMN emitida es directamente proporcional a la potencia del imán. La misma señal aparecería a 3,0 kHz por encima de TMS en un espectrómetro de 600 MHz y a 2,0 kHz por encima de TMS en una máquina de 400 MHz. Una única conversión puede no resultar un gran problema, pero debe llevarse a cabo para cada pico de cada sistema. Tengamos ahora en cuenta la misma señal, pero citada en la unidad ppm.

Frecuencia en hercios dividida entre SFO1 = Frecuencia en ppm

Ejemplos:

La señal ¹H puede describirse ahora como ubicada a 5 ppm por encima; es decir, con un desplazamiento a campo más bajo respecto al pico de TMS con independencia de la frecuencia del espectrómetro.

Los usuarios experimentados trabajarán siempre con ppm y los espectros reproducidos en las publicaciones científicas mostrarán una escala horizontal graduada en ppm y no en hercios.

El lector debería ser consciente de algunas simplificaciones realizadas en el ejemplo anterior. El valor de la frecuencia portadora de ¹H con un espectrómetro de 500 MHz no será exactamente 500 MHz. La frecuencia portadora a utilizar en un cálculo en ppm debería ser el valor preciso asignado al parámetro SF01. De manera similar, para los espectrómetros de 600 MHz y 400 MHz, citados por encima de la frecuencia portadora de ¹H, el valor no será exactamente 600 MHz y 400 MHz, respectivamente.

También debe tenerse en cuenta que un valor en ppm positivo denota una frecuencia superior a TMS y se define como desplazamiento a campo más bajo en relación con TMS.