色譜課習(xí)題作業(yè)

1、1 簡要敘述色譜法的分離原理及其特點。 答： 原理：利用混合物中各組分在互不相溶的兩相中分配系數(shù)的差異，當(dāng)兩相作相對運動時，混合物各組分在兩相中反復(fù)分配達(dá)到分離 特點：（1）高選擇性（2）高效能（3）高靈敏度，樣品用量少（4）分析速度快（5）應(yīng)用范圍廣2 試述色譜分析法的發(fā)展歷史及其分類。歷史： 20世紀(jì)初 茨維特分離綠葉色素 30年代 液-液分配色譜 40年代 TLC，紙色譜 50年代 GC出現(xiàn)使色譜具備分離和在線分析功能 60年代末 HPLC出現(xiàn)，使色譜分析范圍進(jìn)一步擴(kuò)大 80年代 產(chǎn)生超臨界流體色譜(SFC)和毛細(xì)管電色譜(CEC)按兩相物理狀態(tài)分類可分為氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色

2、譜（SFC）。氣相色譜中又分為氣固色譜和氣液色譜，液相色譜中又分為液液色譜和液固色譜。按固定相的形式分類可分為柱色譜、平面色譜。柱色譜又分為填充柱和開管柱，平面色譜又分為紙色譜和薄層色譜。按分離過程的原理分類吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、空間排阻色譜、電色譜（電泳）按色譜動力學(xué)過程分類前沿法（迎頭法）、頂替法(置換法)、淋洗法 （洗脫法）按色譜技術(shù)分類根據(jù)色譜輔助技術(shù)不同，可分為：反應(yīng)色譜法、裂解色譜法、多維色譜法、頂空色譜法、程序升溫色譜法等。按組分的分離目的和分離效力又可分為制備色譜、分析色譜、微量色譜等。3 通過查找文獻(xiàn)針對色譜分析法在石油化工、精細(xì)化工、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、食品衛(wèi)生

3、、材料科學(xué)等領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展寫一篇2000字的文獻(xiàn)綜述。5在某色譜分析中得到下列數(shù)據(jù)：保留時間（tR）為5.0min。死時間（tM）為1.0min，液相體積（VS）為2.0mL，柱出口載氣體積流量（FO）為50mL·min-1,試計算：（1）分配比k; （4.0）（2）死體積Vm； (50mL)（3）分配系數(shù)K； (100)（4）保留體積VR； (25mL)(1) k=(tR-tM)/tM=(5-1)/1=4(2) Vm = FO tm=50*1=50(3) K = k Vm / VS =4.0 × 50/2.0=100 (4)VR = FO tR =50 ×5

4、.0=2506.組分P和Q在某色譜柱上的分配系數(shù)分別為490和460，那么，哪一個組先流出色譜柱？ 答：分配系數(shù)為在一定溫度下，分配體系達(dá)到平衡時，組分在兩相的濃度之比，所以分配系數(shù)越大，表示該組分與固定相作用力越大。所以Q先流出色譜柱。7衡量區(qū)域?qū)挾确椒ㄓ心膸追N？如何定義？它們之間的關(guān)系如何？ 標(biāo)準(zhǔn)偏差 ：0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半 半峰寬：為1/2h初的峰寬。W1/2=2.354 峰底寬度:8. 色譜圖上的色譜峰流出曲線可說明什么問題？ 答：可以說明色譜柱出口各種組分的濃度變化9 已知某組分峰的峰底寬為40s，保留時間為400s，（1）計算此色譜柱的理論塔板數(shù)； （1600塊）（2

5、）若柱長為1.00m,求此理論塔板高度 （0.625mm） 答：n=16（tR/wb）2=16x（400/40）2=1600 H=L/n=1/1600=6.25×10-4m10在一根已知有8100塊理論塔的色譜柱上，異辛烷和正辛烷的調(diào)整保留時間為800s和815s,設(shè),試問:（1）如果一個含有上述兩組分的試樣通過這根柱子，所得到的分辨率為多少？ （0.414）（2）假定調(diào)整保留時間不變，當(dāng)使分辨率達(dá)到1.00時，所需的塔板數(shù)為多少？ (46022塊)（3）假定調(diào)整保留時間不變，當(dāng)使分辨率為1.5時，所需的塔板數(shù)為多少？ (103548塊) 答：（1）a=815/800=1.01875

6、 （2）(3)11 用3m的填充柱分離環(huán)己烷和甲苯得如下數(shù)據(jù)：死時間為1min，環(huán)己烷和甲苯的保留時間分別為14min和17min，甲苯的峰底寬為1min。為了得到1.5的分辨率，柱子長度最短需多少？ （0.75m）答： n=4096 H=L/n=3/4096R=1.5 ; a=16/13=1.23 L=NH=1024×3/4096=0.7512假設(shè)兩組分的調(diào)整保留時間分別為19min及20min，死時間為1min，計算：（1）較晚流出的第二組分的分配比k2； (20)（2）欲達(dá)到分離度R=0.75時，所需的理論板數(shù)。 (3696塊)答：（1）（2）R=0.75 a=20/19=1.

7、053 13長度相等的兩根色譜柱，其van Deemter（范第姆特）常數(shù)如下： A B C柱1 0.18cm 0.40cm2·s-1 0.24s 柱2 0.05cm 0.50cm2·s-1 0.10s （1）如果載氣流速是0.50cm2·s-1 ,那么，這兩根柱子給出的理論塔板數(shù)哪一個大？(相等)（2）柱1的最佳流速是多少？ （1.29cm2·s-1）答：（1）H1=0.18+0.4/0.5+0.24×0.5=1.1H2=0.05+0.5/0.5+0.1×0.5=1.1n=L/H H1=H2 n1=n2（2） uopt=1.29cm

8、2·s-114當(dāng)色譜柱溫為150OC時， 其van Deemter（范第姆特）方程中的常數(shù)A=0.08cm，B=0.15cm2·s-1 ，C=0.03s，這根柱子的最佳流速為多少？所對應(yīng)的最小塔板高度為多少？(uopt=2.24cm·s-1,Hmin=2.14mm)答： uopt=2.24cm·s-1 Hmin=2.14mm16 在某一色譜分析條件下，把含A和B以及兩鄰的兩種正構(gòu)烷烴的混合物注入色譜柱分析。A在相鄰的兩種正構(gòu)烷烴之間流出，它們的調(diào)整保留時間分別為10min,11min,和12min，最先流出的正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)為800，而組分B的保留指數(shù)

9、為882.3，求組分A的保留數(shù)。試問A和B有可能是同系物嗎？(IA=852.3，不是) 不是17試計算下列化合物的保留指數(shù)I：（a）丙院，tR=1.29min (300)（b）n-丁烷，tR=2.21min (400)（c）n-戊烷，tR=4.10min (500)（d）n-己烷，tR=7.61min (600)（e）n-庚烷，tR=14.08min (700)（f）n-辛烷，tR=25.11min (800)（g）甲苯，tR=16.32min (724)（h）異丁烷，tR=2.67min (431)（i）n-丙醇，tR=7.60min (600)（j）甲基乙基酮，tR=8.40min （61

10、6）（k）環(huán)己烷，tR=6.94min (585)（l）n-丁醇，tR=9.85min (642)答：X=n，In=100n 所以（a）I=100*3=300 （b）I=100*4=400 （c）I=100*5=500 （d）I=100*6=600 （e）I=100*7=700 （f）I=100*8=800 (g)（h）（i）（j）（k）（l）22熱導(dǎo)檢測器分析某樣品，組分面積與相應(yīng)的校正因子如表32求各組分含量。 表32 組分峰面積與相應(yīng)的校正因子組分 A B C D E 0.25 0.30 0.80 1.20 2.00 （cm2） 5 6 2 3 25答：2.1%；3.1%；2.7%；6.

11、2%；85.8% Wi =fiAi% i= 100Wi /(W1+ W2 + W3+Wn )WA+WB+WC+WD+WE=0.25*5+0.3*6+0.8*2+1.2*3+2*25=58.25%A=0.25*5/58.25=2.1%B=0.3*6/58.25=3.1%C=0.8*2/58.25=2.7%D=1.2*3/58.25=6.2%E=2*25/58.25=85.8%24分析乙二醇中丙二醇含量時，采用內(nèi)標(biāo)法定量，已知樣品量為1.0250g，內(nèi)標(biāo)的量為0.3500g，測量數(shù)據(jù)見表35。記算丙二醇含量。表35 組分峰面積及校正因子組 分 （cm2） i 丙二醇 2.5 1.0 內(nèi) 標(biāo) 20.

12、0 0.83答：丙二醇5.1%25. 簡述氣相色譜儀的基本組成和主要作用。答：基本組成有氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、檢測和記錄系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)：載氣凈化和控制載氣流速進(jìn)樣系統(tǒng)：控制進(jìn)樣量和使樣瞬間氣化分離系統(tǒng)：分離混合物控溫系統(tǒng)：提供溫度控制檢測和記錄系統(tǒng)：樣品檢測30色譜固定液有何要求？如何分類?答：1、表面具有化學(xué)惰性：不與組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不起催化作用，不吸附待測組分2、對熱穩(wěn)定，高溫不分解 3、不易破碎，機(jī)械強(qiáng)度好。4、 顆粒均勻，細(xì)?。?0-60目，60-80目，80- 100目，孔徑要均勻。5、.比表面積大，增加柱效能，即分離能力。6、對固定液浸潤性好：使固定液能在擔(dān)體表

13、面上形成一層牢固、薄而均勻完整的液膜，不能有擔(dān)體裸露現(xiàn)象。按極性分類： 有非極性、弱極性、中極性、強(qiáng)極性。31以正丁烷-丁二烯為基準(zhǔn)，在氧二丙腈和角鯊?fù)樯蠝y得的相對保留值分別為6.24和0.95，試求正丁烷-丁二烯相對保留值為1時，固定液的極性p。 (2.7)答： 32醋酸甲酯，丙酸甲酯，n-丁酸甲酯在鄰苯二甲酸二癸酯上的保留時間分別為2.12min、4.23min和8.63min，試指出它們在阿皮松上分離時，保留時間是增長還是縮短？為什么？答：縮短，阿皮松是弱極性的固定液，而醋酸甲酯，丙酸甲酯，n-丁酸甲酯與鄰苯二甲酸二癸酯都是中等極性的酯類化合物，相似相溶的原理，所以這三種樣品在鄰苯二甲酸

14、二癸酯上的保留時間比在阿皮松上的保留時間應(yīng)更長一些。33根據(jù)Mckeyno1ds常數(shù)選擇合適的固定液。(1)丁酮是乙醇中雜質(zhì)；(2)乙醇是丁酮中雜質(zhì)。 答：（1）FFAP (2)硅酮QF-134.簡述毛細(xì)管氣相色譜法的特點。 答：滲透性好、相比（）大、總柱效高、柱容量小35比較毛細(xì)管氣相色譜法與填充柱氣相色譜法的異同點。答：儀器相同，原理相同，僅檢測柱不同毛細(xì)管氣相色譜法使用的是毛細(xì)管色譜柱，為氣液色譜，材質(zhì)為石英玻璃，長度在幾十米甚至上百米，分離效果更好，柱效更高，但因內(nèi)徑過?。?.2-0.5mm），故柱容量也很小，且因材質(zhì)因素，易折斷損壞。因柱長較長，分析時間通常也比較長。填充柱氣相色譜法

15、使用的是填充色譜柱，既有氣液色譜也有氣固色譜，常見管材為不銹鋼、玻璃、聚四氟、銅、鋁等，除玻璃材質(zhì)外，其他種類的不易損壞。填充柱分離能力較差，柱效較低，但柱容量大，柱較短，因此分析時間較快37 比較等溫色譜(IGC)和程序升溫氣相色譜法(PTGC)的異同。答：IGC的樣品沸程100而PTGC的樣品沸程100 IGC的進(jìn)樣量1ul而PTGC的進(jìn)樣量10ulIGC的進(jìn)樣速度快而PTGC的進(jìn)樣速度慢IGC的峰容量10組分而PTGC的峰容量大于10組分IGC的分析速度慢而PTGC的分析速度快TGC和PTGC的載氣純度都要求很高38某分析工作者已知初始溫度30，升溫速率為3/min，程序升溫中某組分的保

16、留時間(tR)為3.4min，求該組分的TR和?39 試比較HPLC與GC分離原理儀器構(gòu)造及應(yīng)用方法的異同點。答：二者都是根據(jù)樣品組分的與流動相和固定相相互作用力的差別進(jìn)行分離的。從儀器結(jié)構(gòu)上看，液相色譜需要增加高壓泵以提高流動相的流動速度，克服阻力。同時液相色譜所采用的固定相種類要比氣相色譜豐富的多，分離方式也比較多樣。氣相色譜的檢測器主要采用熱導(dǎo)檢測器、氫焰檢測器和火焰光度檢測器等。而液相色譜則多使用紫外檢測器、熒光檢測器及電化學(xué)檢測器等。二者均具有分離能力高、靈敏度高、分析速度快。才做方便等優(yōu)點。，但沸點太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)難以用氣相色譜進(jìn)行分析。而只要樣能夠制成溶液，即可用于H

17、PLC分析，而不受沸點高、熱穩(wěn)定性差。相對分子量大的限制。43 在高效液相色譜中，組分和溶劑分子之間存在哪幾種作用力？答：存在色散力、偶極作用、氫鍵作用和介電作用等四種作用力。42 什么叫反相色譜？從固定相、流動相、流動相極性的影響等幾個方面比較正相和反相的區(qū)別。答：流動相的極性比固定相的極性強(qiáng)的色譜體系叫反相色譜。 從固定相上，正相為極性，反相為非極性或弱極性 從流動相上，正相為非極性或弱極性，反相為極性 從流出次序上，正相為極性組分k大的先流出，而反相反之 從流動相極性的影響上，正相極性增加，k減小，反相極性增加，k增大45 在正相色譜與反相色譜體系中，預(yù)測組分的出峰順序。在正相色譜體系中組分的出峰次序為：極性弱的組分，在流動相中溶解度較大，因此k值小，先出峰。極性強(qiáng)的組分，在固定相中的溶解度較大，因此k值大，后出峰。 在反相色譜中組分的出峰次序為：極性弱的組分在固定相上的溶解度大，k值大先出峰，相反極性強(qiáng)的組分在流動相中溶解度大，k值小，所以先出峰。50. 在某正相色譜體系中，當(dāng)流動相為50%氯仿和50%正