Il a déjà été mentionné que l’analyse des signaux de RMN se base sur les deux facteurs que sont l’intensité et la fréquence. Les  fréquences absolues sont exprimées Hertz (Hz - cycles par seconde) ou en Mégahertz (MHz). Il serait d’autant plus simple d’établir une comparaison entre les signaux si les mesures de fréquence se basaient toutes sur une même référence. Pour la RMN de ¹H, la référence recommandée est le composé appelé tétraméthylsilane (TMS). En cas d’enregistrement d’un spectre ¹H ou ¹³C, la présence du TMS donne lieu à un pic unique, facilement identifiable. On attribue la valeur de référence zéro à ce pic et les fréquences de tous les autres pics sont rapportées à la fréquence du TMS. Ainsi, nous pouvons alors parler d’un signal situé à 2,5 kHz au-dessus du pic TMS. Cette valeur est préférable à celle de la fréquence absolue du signal, qui serait de l’ordre de 500,1325 MHz.

Le fait d’établir une référence entre les signaux et le pic du TMS permet de réduire considérablement le nombre de chiffres requis pour décrire la fréquence d’un signal. Ceci peut être simplifié encore davantage si l’on utilise l’unité ppm à la place de l’unité Hertz. L’unité ppm représente les fréquences sous forme de fraction de la fréquence de résonance absolue, qui varie en fonction de l’intensité du champ magnétique. L’avantage de l’unité ppm réside dans le fait que les mesures de fréquence sont indépendantes de l’intensité du champ magnétique. Ceci simplifié considérablement la comparaison de spectres enregistrés sur différents spectromètres.

Les facteurs de conversion à utiliser lors du passage de l’unité Hertz à l’unité ppm, et inversement, sont affichés dans le diagramme ci-dessous.

 

Voici un exemple pratique qui permettra de mieux illustrer les avantages que représente l’utilisation de l’unité ppm.

Supposons qu’un signal ¹H ait été observé à 2,5 kHz au-dessus de TMS, la fréquence porteuse utilisée (SF01) étant de 500 MHz. La fréquence de tout signal de RMN est directement proportionnelle à l’intensité du champ magnétique. Le même signal apparaîtra à 3,0 kHz au-dessus de TMS sur un spectromètre de 600 MHz et à 2,0 kHz au-dessus de TMS sur un spectromètre de 400 MHz. Une conversion unique ne constitue pas un inconvénient de taille, mais il faut l’effectuer à chaque fois : pour chaque pic, pour chaque système. Prenons maintenant le même signal mais exprimé en unités ppm.

Fréquence en Hertz divisée par SFO1 = Fréquence en ppm

Exemples :

On peut désormais dire du signal ¹H qu’il se trouve à 5 ppm au-dessus (autrement dit, en champ faible) du pic du TMS, indépendamment de la fréquence du spectromètre.

Les utilisateurs expérimentés travaillent avec l’unité ppm. Dans les publications scientifiques, le spectre est toujours représenté avec une échelle horizontale graduée en ppm et non en Hertz.

Le lecteur doit tenir compte des simplifications mentionnées dans l’exemple ci-dessus. La valeur de la fréquence porteuse ¹H sur un spectromètre de 500 MHz ne sera pas exactement de 500 MHz. La fréquence porteuse à utiliser dans un calcul en ppm doit être la valeur exacte attribuée au paramètre SF01. De même, pour les spectromètres de 600 MHz et 400 MHz évoqués ci-dessus, la fréquence porteuse ¹H ne sera pas exactement de 600 MHz et 400 MHz, respectivement.

Il est à noter que la valeur ppm positive désigne une fréquence supérieure à celle du TMS et est parfois définie comme étant à champ faible par rapport au TMS.