儀器分析答案精簡(jiǎn)概要

1、第二章 氣相色譜分析1.簡(jiǎn)要說(shuō)明氣相色譜分析的基本原理 借在兩相間分配原理而使混合 物中各組分分離。 氣相色譜就是根據(jù)組分與固定相與流動(dòng)相的親和 力不同而 實(shí)現(xiàn)分離。組分在固定相與流動(dòng)相之間不斷進(jìn)行溶解、揮 發(fā)(氣液色譜)，或吸附、解吸過(guò)程而相互分離，然后進(jìn) 入檢測(cè)器 進(jìn)行檢測(cè)。2.氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什么作用?氣路系 統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測(cè)和記 錄系統(tǒng) 氣相色譜儀具有一個(gè)讓載氣連續(xù)運(yùn)行 管路密閉的氣路系 統(tǒng) 進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置和氣化室其作用是將液體或固體 試樣，在 進(jìn)入色譜柱前瞬間氣化， 然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中3.當(dāng)下列參數(shù)改變時(shí):(1)柱長(zhǎng)縮短,(

2、2)固定相改變,(3)流動(dòng) 相流速增加,(4)相比減少,是否會(huì)引起分配系數(shù)的改變?為什么?答: :固定相改變會(huì)引起分配系數(shù)的改變 , ,因?yàn)榉峙湎禂?shù)只于組 分的性質(zhì)及固定相與流動(dòng)相的性質(zhì)有關(guān) . .所以( 1 1)柱長(zhǎng)縮短不會(huì)引起分配系數(shù)改變(2) 固定相改變會(huì)引起分配系數(shù)改變(3) 流動(dòng)相流速增加不會(huì)引起分配系數(shù)改變(4) 相比減少不會(huì)引起分配系數(shù)改變4.當(dāng)下列參數(shù)改變時(shí): (1)柱長(zhǎng)增加,(2)固定相量增加,(3)流動(dòng) 相流速減小,(4)相比增大,是否會(huì)引起分配比的變化?為什么?答：k=Kk=K 廠而VM/VS，分配比除了與組分，兩相的性質(zhì)，柱溫，柱壓 有關(guān)外，還與相比有關(guān)，而與流動(dòng)相流速

3、，柱長(zhǎng)無(wú)關(guān). .故：不變化：增加 不改變：減小5.試以塔板高度H做指標(biāo)，討論氣相色譜操作條件的選擇.解: :提示: :主要從速率理論（vanvan DeemerDeemer equationequation 來(lái)解釋, ,同時(shí)考慮流速的影響， 選擇最佳載氣流速.P13.P13-24-24。（1 1） 選擇流動(dòng)相最佳流速。（2 2） 當(dāng)流速較小時(shí)，可以選擇相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣（如 N N2,Ar,Ar），而當(dāng)流 速較大時(shí)，應(yīng)該選擇相對(duì)分子質(zhì)量較小的載氣（如 H H2,He,He），同時(shí)還應(yīng)該考慮載 氣對(duì)不同檢測(cè)器的適應(yīng)性。（3 3） 柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，以免引起固定液的揮發(fā)流失。在

4、使最難分離組分能盡可能好的分離的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保留時(shí)間適宜，峰形不拖尾為度。（4 4） 固定液用量：擔(dān)體表面積越大，固定液用量可以越高，允許的進(jìn)樣量 也越多，但為了改善液相傳質(zhì)，應(yīng)使固定液膜薄一些。（5 5） 對(duì)擔(dān)體的要求：擔(dān)體表面積要大，表面和孔徑均勻。粒度要求均勻、 細(xì)?。ǖ灰诉^(guò)小以免使傳質(zhì)阻力過(guò)大）(6) 進(jìn)樣速度要快，進(jìn)樣量要少，一般液體試樣 0.15uL,0.15uL,氣體試樣0.110mL.0.110mL.(7)(7)氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫 30-7030-70 C C。6試述速率方程中A, B, C三項(xiàng)的物理意義.H-u曲線有何用途？曲線的形狀主要受那

5、些因素的影響?解:參見教材P14-16A稱為渦流擴(kuò)散項(xiàng), B為分子擴(kuò)散項(xiàng)，C為傳質(zhì)阻力項(xiàng)。 下面分 別討論各項(xiàng)的意義：(1)渦流擴(kuò)散項(xiàng)A氣體碰到填充物顆粒時(shí)，不斷地改變流動(dòng)方向，使試樣組分在氣相中形成類似“渦流”的流動(dòng)，因而引起色譜的擴(kuò)張。由于A=2A=2)dp)dp,表明A與填充物的平均顆粒直徑 dpdp 的大小和填充的不均勻性 入有關(guān)，而與載氣 性質(zhì)、線速度和組分無(wú)關(guān)，因此使用適當(dāng)細(xì)粒度和顆 粒均勻的擔(dān)體，并盡量填充均勻，是減少渦流擴(kuò)散，提高柱效的有效途 徑。(2) 分子擴(kuò)散項(xiàng) B/u 由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以“塞子”的形式存 在于柱的 很小一段空間中，在“塞子”的前后 ( 縱

6、向 ) 存在著濃差而形成濃度梯 度，因此使運(yùn)動(dòng)著 的分子產(chǎn)生縱向擴(kuò)散。而 B=2rDgr 是因載體填充在柱內(nèi)而引起氣體擴(kuò)散路徑彎曲的因數(shù) （ 彎曲因子 ） ， D g 為組 分在氣相中 的擴(kuò)散系數(shù)。分子擴(kuò)散項(xiàng)與 D g 的大小成正比，而 D g 與組分及載氣 的性質(zhì)有關(guān)：相對(duì)分子質(zhì)量大的組分，其 D g 小 , 反比于載氣密度的平方根或載 氣相對(duì)分 子質(zhì)量的平方根，所以采用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣 （ 如氮?dú)?） ，可使 B 項(xiàng)降低， D g 隨 柱溫增高而增加，但反比于柱壓。彎曲因子 r 為與填充物有關(guān) 的因素。（3） 傳質(zhì)項(xiàng)系數(shù) Cu C 包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù) C g 和液相傳質(zhì)阻力系數(shù) C

7、 1 兩項(xiàng)。 所謂氣相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從移動(dòng)到相表面的過(guò)程，在這一過(guò)程中試樣組分 將在兩相間進(jìn)行質(zhì)量交換，即進(jìn)行濃度分配。這種過(guò)程若進(jìn)行緩慢，表示氣相傳 質(zhì)阻力大，就引起色譜峰擴(kuò)張。對(duì)于填充柱：液相傳質(zhì)過(guò)程是指試樣組分從固定相的氣液界面移動(dòng)到液相內(nèi)部，并發(fā)生質(zhì)量交 換，達(dá)到 分配平衡，然后以返回氣液界面 的傳質(zhì)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程也需要一定時(shí) 間，在此時(shí)間，組分 的其它分子仍隨載氣不斷地向柱口運(yùn)動(dòng)，這也造成峰形的擴(kuò) 張。液相傳質(zhì)阻力系數(shù) C 1 為：對(duì)于填充柱，氣相傳質(zhì)項(xiàng)數(shù)值小，可以忽略 。由上述討論可見，范弟姆特方程式對(duì)于分離條件的選擇具有指導(dǎo)意義。它可以 說(shuō)明 ，填充均勻程度、擔(dān)體粒度、載氣

8、種類、載氣流速、柱溫、固定相液膜厚度 等 對(duì)柱效、峰擴(kuò)張的影響。用在不同流速下的塔板高度 H 對(duì)流速 u 作圖，得 H-u 曲線圖。在曲線的最低點(diǎn)， 塔板高度 H 最?。℉ 最小）。此時(shí)柱效最高。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流速即為最佳流速 u 最佳，即 H 最小可由速率方程微分求得:將式-2 訓(xùn)弋入式（14 帰;當(dāng)流速較小時(shí)，分子擴(kuò)散（B 項(xiàng)）就成為色譜峰擴(kuò)張的主要因素，此時(shí)應(yīng)采用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣（N2，Ar ），使組分在載氣中有較小 的擴(kuò)散系數(shù)。而當(dāng)流速較大時(shí)，傳質(zhì)項(xiàng)（C 項(xiàng)）為控制因素，宜采用相對(duì)分子質(zhì)量較小的載氣 （H2 ,He ），此時(shí)組分在 載氣中有較大的擴(kuò)散系數(shù)，可減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱

9、效。7.當(dāng)下述參數(shù)改變時(shí)：增大分配比,（2）流動(dòng)相速度增加,減小相比,（4）提高柱溫,是否會(huì)使色譜峰變窄？為什么？答：（1 1）保留時(shí)間延長(zhǎng)，峰形變寬（2 2）保留 時(shí)間縮短，峰形變窄（3 3）保留時(shí)間延 長(zhǎng)，峰形變寬（4 4）保留時(shí)間縮短，峰形 變窄.為什么可用分離度R作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)?答: :R=如2)tR(1)11-1)(2(YiY2)分離度同時(shí)體現(xiàn)了選擇性與柱效能，即熱力學(xué)因素和動(dòng)力學(xué)因 素, ,將實(shí)現(xiàn)分離的可能性與現(xiàn)實(shí)性結(jié)合了起來(lái)9能否根據(jù)理論塔板數(shù)來(lái)判斷分離的可能性？為什么？答：不能，有效塔板數(shù)僅表示柱效能的高低，柱分離能力發(fā)揮程度的標(biāo)志，而分離的可能性取決于組分在固定相

10、和流動(dòng)相之間分配系數(shù)的差異. .10.試述色譜分離基本方程式的含義，它對(duì)色譜分離有什么指導(dǎo)意義？答:色譜分離基本方程式如下：1a.它表明分離度隨體系的熱力學(xué)性質(zhì)C和的變化而變化,同時(shí)與色譜柱條 件(n改變)有關(guān)(1)當(dāng)體系的熱力學(xué)性質(zhì)一定時(shí)(即組分和兩相性質(zhì)確定),分離度與n的平 方根成正比,對(duì)于選擇柱長(zhǎng)有一定的指導(dǎo)意義,增加柱長(zhǎng)可改進(jìn)分離度，但 過(guò)分增加柱長(zhǎng)會(huì)顯著增長(zhǎng)保留時(shí)間,引起色譜峰擴(kuò)張.同時(shí)選擇性能優(yōu)良 的 色譜柱并對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化也可以增加n,提高分離度.(2)方程式說(shuō)明，k值增大也對(duì)分離有利，但k值太大會(huì)延長(zhǎng)分離時(shí)間，增加分析成 本.(3)提高柱選擇性-可以提高分離度分離效果越好

11、因此可以通過(guò)選擇合適的固定相增大不同組分的分配系數(shù)差異從而實(shí)現(xiàn)分離11.對(duì)擔(dān)體和固定液的要求分別是什么?答:對(duì)擔(dān)體的要求；(1)表面化學(xué)惰性,即表面沒(méi)有吸附性或吸附性很弱,更不能與被測(cè)物質(zhì)起化學(xué) 反應(yīng).(2)多孔性,即表面積大,使固定液與試樣的接觸面積較大. (3)熱穩(wěn)定性高,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,不易破碎. (4)對(duì)擔(dān)體粒度的要求,要均勻、細(xì)小，從而有利于提高柱效但粒度過(guò)小， 會(huì)使柱壓降低，對(duì)操作不利。一般選擇40-60目，60-80目及80-100目等。對(duì)固定液的要求:(1)揮發(fā)性小,在操作條件下有較低的蒸氣壓,以避免流失(2)熱穩(wěn)定性好,在操作條件下不發(fā)生分解,同時(shí)在操作溫度下為液體. (3

12、)對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?否則,樣品容易被載氣帶走而起不到分配作用.(4)具有較高的選擇性,即對(duì)沸點(diǎn)相同或相近的不同物質(zhì)有盡可能高的分離 能力.(5)化學(xué)穩(wěn)定性好,不與被測(cè)物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng).擔(dān)體的表面積越大,固定液的含量可以越高.12.試比較紅色擔(dān)體與白色擔(dān)體的性能,何謂硅烷化擔(dān)體?它有何優(yōu)點(diǎn)?紅色擔(dān)體（如6201紅色擔(dān)體、201紅色擔(dān)體,C-22保溫磚等） 表面孔穴密集，孔徑較小，表面積大（比表面積為4.0m7g）,平肉 孔徑為由于表面積大，涂固定液量多，在同樣大小柱中分 離效寧就比較高。此外，由于結(jié)構(gòu)緊密，因而機(jī)械強(qiáng)度較好。缺點(diǎn)是 表面有吸附活性中心。如與非極性固定液配合使用，影響不大

13、，分析非扱性試樺時(shí)也比較満意；然而與極性固定液配合使用時(shí)，町能 會(huì)逍成固定液分布不曲勻,從而影響柱效，故一般適用于分析非極 性或弱凰性物質(zhì)。白色擔(dān)體（如101白色擔(dān)低等）則與之相反，由于在鍛燒時(shí)加 入了助熔劑（碳酸鈉），成為較大的疏松鞭粒，其機(jī)械強(qiáng)度不如紅色 扭體。表面孔経較大，約呂表面枳較小，比表面積只有1.0（見P27P27）中心瓦占減:少，股陀性小、&煜用于分析報(bào) 性物質(zhì)。硅藻土型扭體表面含有相當(dāng)數(shù)量的硅醇基團(tuán)一SiOH以及Al0,pH值，故擔(dān)體表面既有吸附活性，又有傕化活性。如涂上極性 固定液，會(huì)造成固定液分布不均勻。分析極性試樣時(shí)，由于與活性 中心的相互作用，會(huì)造成譜峰的拖尾

14、。而在分析菇烯、二烯、含 氮雜環(huán)化物、氨基酸衍生物等化學(xué)活潑的試軸時(shí)，都有可能發(fā)生化 學(xué)變化和不可逆吸附。因此在分析這些試樣時(shí)，擔(dān)體需加以處理, 以改進(jìn)擔(dān)體孔隙結(jié)構(gòu)，屏蔽活性中心,提高柱效率。處理方法可用 酸洗、堿洗、他烷化等。FeO等基團(tuán)，具有細(xì)孔結(jié)構(gòu)，并呈現(xiàn)一定的(2)硅烷化：用硅烷化試劑和擔(dān)體表面的硅醇、硅醛基團(tuán)起反應(yīng)，以消除擔(dān)體表面的氫鍵結(jié)合能力，從而改進(jìn)擔(dān)體的性能。常用 的硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷和二(三甲基硅烷)胺，其反應(yīng)為:OHOH1 1CH3CH3/CHaCHS/SiO + Si Si+2HC11 1/摳體表面Cl ClOOf1Si-OSi11擔(dān)體表面OH OHCH3HCHS

15、I II I I+CH3Si- NSiCHsI IICHSCHs擔(dān)依妻直CH3CH3IiCHs-SiCH* CHjSiCH3(丨OO+NHSISi-O Si II擔(dān)體表面13.試述“相似相溶”原理應(yīng)用于固定液選擇的合理性 及其存在 的問(wèn)題。解：樣品混合物能否在色譜上實(shí)現(xiàn)分離，主要取決于組分與兩相親和力的 差別，及 固定液的性質(zhì)。組分與固定液性質(zhì)越相近，分子間相互作用力越強(qiáng)。根據(jù) 此規(guī)律：(1)分離非極性物質(zhì)一般選用非極性固定液，這時(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次 序先后流出 色譜柱，沸點(diǎn)低的先出峰，沸點(diǎn)高的后出峰。(2)分離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時(shí)試樣中各組分主要按極性順序 分離，極 性小的先流出

16、色譜柱，極性大的后流出色譜柱。(3)分離非極性和極性混合物時(shí)，一般選用極性固定液，這時(shí)非極性組 分先出峰， 極性組分(或易被極化的組分 )后出峰。(4)對(duì)于能形成氫鍵的試樣、如醉、酚、胺和水等的分離。一般選擇極性 的或是氫 鍵型的固定液，這時(shí)試樣中各組分按與固定液分子間形成氫鍵的 能力大小先后流出， 不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的最后流出。（5）對(duì)于復(fù)雜的難分離的物質(zhì)可以用兩種或兩種以上的混合固定液。 以上討論的僅是對(duì)固定液的大致的選擇原則，應(yīng)用時(shí)有一定的局限 性。事實(shí)上在 色譜柱中的作用是較復(fù)雜的，因此固定液酌選擇應(yīng)主要靠實(shí)踐。14.試述熱導(dǎo)池檢測(cè)器的工作原理。有哪些因素影響熱導(dǎo) 池檢

17、測(cè) 器的靈敏度？解： 熱導(dǎo)池作為檢測(cè)器是基于不同的物質(zhì)具有不同的導(dǎo)熱系 數(shù)。 當(dāng) 電流通過(guò)鎢絲時(shí)、鎢絲被加熱到一定溫度，鎢絲的電阻值 也 就增加到一定位（一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加）。在 未進(jìn)試樣時(shí)，通過(guò)熱導(dǎo)池兩個(gè)池孔（參比池和測(cè)量池）的都是載 氣。由于載氣的熱傳導(dǎo)作 用，使鎢絲的溫度下降，電阻減小，此 時(shí)熱導(dǎo)池的兩個(gè)池孔中鎢絲溫度 下降和電阻減小的數(shù)值是相同 的。在進(jìn)入試樣組分以后，裁氣流經(jīng)參比 池，而裁氣帶著試樣組分流經(jīng)測(cè)量池，由于被測(cè)組分與載氣組 成的混合 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)和裁氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同，因而測(cè)量 池中鎢絲的散熱情況 就發(fā)生變化，使兩個(gè)池孔中的兩根鎢絲 的電阻值之間有了差異。

18、此差異 可以利用電橋測(cè)量出來(lái)。橋路工作電流、熱導(dǎo)池體溫度、載氣性質(zhì)和流速、熱敏元件阻值及 熱導(dǎo)池死體積等均對(duì)檢測(cè)器靈敏度有影響。15.試述氫焰電離檢測(cè)器的工作原理。如何考慮其操作條 件？解：對(duì)于氫焰檢測(cè)器離子化的作用機(jī)理，至今還不十分清楚。目 前認(rèn) 為火焰中的電離不是熱電離而是化學(xué)電離，即有機(jī)物在火焰 中發(fā)生自 由基反應(yīng)而被電離?；瘜W(xué)電離產(chǎn)生的正離子( CHO+、出0+)和電子(e)在外加150300v直流電場(chǎng)作用下向兩極移動(dòng)而產(chǎn) 生微電流。經(jīng)放大后， 記錄下色譜峰。 氫火焰電離檢測(cè)器對(duì)大多 數(shù)的有機(jī)化合物有很高的靈敏度，故對(duì)痕量有機(jī)物的分析很適 宜。但對(duì)在氫火焰中不電離的元機(jī) 化合物例如CO

19、、CO2、SO2、N2、NH3等則不能檢測(cè)16.色譜定性的依據(jù)是什么?主要有那些定性方法?解:根據(jù)組分在色譜柱中保留值的不同進(jìn)行定性.主要的定性方法主要有以下幾種: (1)直接根據(jù) 色譜保留值進(jìn)行定性(2)利用相對(duì)保留值r21進(jìn) 行定性(3)混合進(jìn)樣(4)多柱法(5)保留指數(shù)法(6)聯(lián) 用技術(shù)(7)利用選擇 性檢測(cè)器17.何謂保留指數(shù)？應(yīng)用保留指數(shù)作定性指標(biāo)有什么優(yōu)點(diǎn)？用兩個(gè)緊靠近待測(cè)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)物（一般選用兩個(gè)相鄰的正構(gòu)烷烴）標(biāo)定被 測(cè)物質(zhì)，并使用均一標(biāo)度（即不用對(duì)數(shù)），用下式定義：X為保留值（tR：VR,或相應(yīng)的記錄紙距離），下腳標(biāo)i為被測(cè)物質(zhì)，乙Z+1為 正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)，Xz Xi X

20、z+i,IZ= ZX100優(yōu)點(diǎn):準(zhǔn)確度高,可根據(jù)固定相和柱溫直接與文獻(xiàn)值對(duì)照而不必使用標(biāo)準(zhǔn) 試樣.18.色譜定量分析中，為什么要用定量校正因子？在什么條件 下可 以不用校正因子？解:普定后公拆足確1：被測(cè)荷質(zhì)的昴GWMi積的正匕匕關(guān)拓I I = = 100100IgXIgXi-IgX-IgXzigXigXz+i|gXZ但是由于同一檢測(cè)器對(duì)不同的物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，所以兩個(gè) 相等量的物質(zhì)得出的峰面積往往不相等，這樣就不能用峰面積來(lái) 直接計(jì)算物質(zhì)的含量為了使檢測(cè)器產(chǎn)生的響應(yīng)訊號(hào)能真實(shí)地反 映出物質(zhì)的含量，就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)行校正，因此引人“定量校正因子”。在利用歸一化法分析校正因子相同的物質(zhì)，如同系

21、物中沸點(diǎn)相近的 組分測(cè)定，可不考慮校正因子伺時(shí)使用內(nèi)標(biāo)和外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法時(shí)，可以不必測(cè)定校正因子.19.有哪些常用的色譜定量方法？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)和使用 范圍？1.外標(biāo)法 外標(biāo)法是色譜定量分析中較簡(jiǎn)易的方法.該法是將欲測(cè)組份 的純物質(zhì)配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。使?jié)舛扰c待測(cè)組份相近。然后取 固定量的上述溶液進(jìn)行色譜分析.得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的對(duì)應(yīng)色譜團(tuán)，以峰高 或峰面積對(duì)濃度作圖.這些數(shù)據(jù)應(yīng)是個(gè)通過(guò)原點(diǎn)的直線.分析樣品時(shí)，在上述完全相同的色譜條件下，取制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)同樣量的試樣分析、 測(cè)得該試樣的響應(yīng)訊號(hào)后.由標(biāo)誰(shuí)曲線即可查出其百分含量.此法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，因而適用于工廠控制分析和自動(dòng)分析；但結(jié) 果的

22、準(zhǔn)確度取決于進(jìn)樣量的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性.2內(nèi)標(biāo)法 當(dāng)只需測(cè)定試樣中某幾個(gè)組份或試樣中所有組份不可能全 部出峰時(shí)，可采用內(nèi)標(biāo)法具體做法是：準(zhǔn)確稱取樣品，加入一定量某 種純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，然后進(jìn)行色譜分析根據(jù)被測(cè)物和內(nèi)標(biāo)物在色譜 圖上相應(yīng)的峰面積（或峰高）和相對(duì)校正因子求出某組分的含量?jī)?nèi)標(biāo)法是通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)標(biāo)物與欲測(cè)組份的峰面積的相對(duì)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算的， 因而可以在定程度上消除操作條件等的變化所引起的誤差內(nèi)標(biāo)法的要求是：內(nèi)標(biāo)物必須是待測(cè)試樣中不存在的；內(nèi)標(biāo)峰應(yīng)與試 樣峰分開，并盡量接近欲分析的組份內(nèi)標(biāo)法的缺點(diǎn)是在試樣中增加了一個(gè)內(nèi)標(biāo)物，常常會(huì)對(duì)分離造成一定的 困難。3歸一化法 歸一化法是把試樣中所有

23、組份的含量之和按100%計(jì)算， 以它們相應(yīng)的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù)通過(guò)下列公式計(jì)算各組份 含量：由上述計(jì)算公式可見，使用這種方法的條件是：經(jīng)過(guò)色譜分離后、樣品 中所有的組份都要能產(chǎn)生可測(cè)量的色譜峰.該法的主要優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確；操作條件（如進(jìn)樣量，流速等）變化 時(shí)，對(duì)分析結(jié)果影響較小這種方法常用于常量分析，尤其適合于進(jìn)樣 量很少而其體積不易準(zhǔn)確測(cè)量的液體樣品.20.在一根2 m長(zhǎng)的色譜柱上，分析一個(gè)混合物，得到以下數(shù)據(jù)：AfAmi%丄100% or、AfiAISi =1mI%hf；hf|sh100%苯、甲苯、及乙苯的保留時(shí)間分別為1202?2”及3；半 峰寬為0.211cm, 0.291c

24、m, 0.409cm,已知記錄紙速為1200mm.h-1,求色譜柱對(duì)每種組分的理論塔板數(shù)及塔板高度。解：三種組分保留值用記錄紙上的距離表示時(shí)為：苯： (1+20/60)X(1200/10)/60 =2.67cm甲 苯：(2+2/60)X2=4. 07cm乙苯：(3+1/60)X2=6. 03cm故理論塔板數(shù)及塔板高度分別為:+Q /n 苯二 5.54(產(chǎn))2= 5.54(-2-) 887.09Y20.211H 苯二 L/n 二 2/887.09 二 0.00225(m)二 0.23cm甲苯和乙苯分別為：1083.7,0.18cm; 1204.2,0.17cm21在-根3 m恰的色嘗桂上，分離亠

25、搟也得如F的色屠圖總數(shù)也:1）用組分2計(jì)算色譜柱的理倫嘗板數(shù)； 求調(diào)整保留吋聞%及仏3）若需達(dá)到分辨半妊 7 巧,所需的最短柱長(zhǎng)為幾來(lái)T-17 min-相對(duì)保留值a = tR2/tR1=16/13=1.231根據(jù)公式：L=16R2(1.231/(1.231-1)2Heff通常對(duì)于填充柱，有效塔板高度約為0.1cm,代入上式， 得：L=102.2cm ?1m解：（1）從圖中可以看出，tR2=17m in, Y2=1mi n,所以；n = 16（-tR2/丫2）2=16X172= 46 24 （2）tR1= tR1- tM=14-1=13min t IIR2=tR2_tM=17-1=16mi n2

26、2.分析某種試樣時(shí)，兩個(gè)組分的相對(duì)保留值4=1.11,柱的 有效塔板高度H=1mm，需要多長(zhǎng)的色譜柱才能完全分離？解：根據(jù)公式得L=3.665m23.已知記錄儀的靈敏度為0.658mV.cm-1,記錄紙速為2cm.min-1，載 氣流速Fo=為68mL.min-1,進(jìn)樣量12C時(shí)0.5mL飽和苯蒸氣，其質(zhì) 量經(jīng)計(jì)算為0.11mg,得到的色譜峰的實(shí)測(cè)面積為3.84cm2.求該檢 測(cè)器的靈敏度 解：將c1=0.658mVcm-1,c2=1/2min.cm-1,F=68mL.min-1,m=0.11mg代入下式：即得該檢測(cè)器的靈敏度：Sc =疔0A 171.82mV.mL.mL1m24. i己錄靈逍

27、,i及iLL.錄紙砂“汀，迪.扶圧f.；ml. inin, h：止卅沽! 敏度1X109,進(jìn)樣12C時(shí)50 pl苯燕氣，所得苯色譜峰的峰面積為173 cm3七為0.6cm,檢測(cè)器噪聲為0-1 mV,求該氫火焰庖離檢測(cè)器的靈敏度 及最小檢測(cè)最。解：略（參見公式2-44，50，51）25丙烯和丁烯的混合物進(jìn)入氣相色譜柱得到如下數(shù)據(jù):組分保留時(shí)間/min峰寬/min空氣0.50.2丙烯(P)3.50.8丁烯(B)4.81.0計(jì)算：(1) 丁烯的分配比是多少？ (2)丙烯和丁烯的分離度是多少?(1)kB= t只侶)伽=(4.8-05)/0.5=8.6(1.0+0.8)解:(2)R=tR(B)-tR(P

28、)X2/(YB+Yp)=(4.8-3.5)X 2 /=1.4426.某一氣相色譜柱，速率方程中A, B, C的值分別為0.15cm,0.36cm2.s-1和4.3x10-2s,計(jì)算最佳流速和最小塔板高度。解：uopt= (B/C)1/2=(0.36/4.3x10-2)1/2=2.89cm.LHmin= A + 2(BC)1/2= 0.15 + 2x(0.36x4.3x10-2)1/2=0.40cm27.在一色譜柱上，測(cè)得各峰的保留時(shí)間如下:組分空氣辛烷壬烷未知峰tR/min0.613.917.915.4求未知峰的保留指數(shù)。解：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式得:Iog13.3)/(log17.3-Iog13

29、.3)+8x100=840.6428.化合物A與正二十四烷及正二十六烷相混合注入色譜柱進(jìn)行試驗(yàn)，得調(diào)整保留時(shí)間為A, 10.20min, n-C24H50, C26H54, 11.56min,計(jì)算化合物A的保留指數(shù)。解；同上I = (iogi4.9.81mi n,n-29測(cè)得石油裂解氣的氣相色譜圖（前面四個(gè)組分為經(jīng)過(guò)衰減1/4而得到），經(jīng)測(cè)定各組分的f值并從色譜圖量出各組分峰面積為：岀峰次序空氣甲烷二氧化碳乙烯乙烷丙烯丙烷峰面積342144.52787725047.3校正因子f0.840.741.001.001.051.281.36用歸一法定量，求各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少?解：根據(jù)公式：m.m

30、.WiLgo% :go%m、miA fi亠100%LA fi瓦 Afj= 214 匯 0.74 顯 4+ 4.5 顯 1.00 顯 4+ 278 1.00 顯 4+ T7 1.05 漢 4+ 250 沢 1.28+ 47.31.36二 2471.168故：CH4, CO2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：WCH4=(214X0.74X4/2471.168 )X100%=25.63%WCO2=(4.5X1.00X4/2471.168 )X100% =0.73%WC2H4=(278X4X1.00/2471.168)X100% =45.00%WC2H6=(77X4X1

31、.05/2471.168 )X100% =13.09%WC3H6= (250X1.28 /2471.168)X100%=12.95%WC3H8=(47.3X1.36/2471.68 )X 100%=2.60%30有一試樣含甲酸、乙酸、丙酸及不少水、苯等物質(zhì)，稱取 此試樣1.055g。以環(huán)己酮作內(nèi)標(biāo)，稱取環(huán)己酮0.1907g,加到 試樣中，混合均勻后，吸取此試液3 L進(jìn)樣，得到色譜圖。 從色譜圖上測(cè)得各組分峰面積及已知的S值如下表所示：甲酸乙酸環(huán)己酮丙酸峰面積14872.613342.4響應(yīng)值S0.2610.5621.000.938求甲酸、乙酸、丙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)解：根據(jù)公式：W廠中匹100%A f

32、sm及f T/ s求得各組分的校正因子分別為：3.831; 1.779; 1.00; 1.07代入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式中得到各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：w甲酸=(14.8/133)X(0.1907/1.055)X3.831X100% = 7.71% w乙酸=(72.6/133)X(0.1907/1.055)X1.779X100% = 17.55%w丙酸=(42.4/133)X(0.1907/1.055)X1.07X100% = 6.17%31.在測(cè)定苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯的峰高校正因子時(shí)，稱 取的各組分的純物質(zhì)質(zhì)量，以及在一定色譜條件下所得色譜 圖上各組分色譜峰的峰高分別如下：求各組分的峰高校正因

33、子，以苯為標(biāo)準(zhǔn)。苯甲苯乙苯鄰二甲苯質(zhì)量/g0.59670.54780.61200.6680峰高/mm180.184.445.249.0解：對(duì)甲苯：f甲苯=(hs/hi)X(mi/ms)=180.1X0.5478/(84.4X0.5967)=1.9590同理得：乙苯：4.087;鄰二甲苯：4.11532. d知怕論合猷就半中憶含勺蘋血.弟甲瞥、冏屮酚引時(shí)里酚叫弓：川 分，經(jīng)乙酰化處理后，用液晶柱測(cè)得色譜圖，囲上各組分色譜峰的戲高、半峰 寬，以及已測(cè)得各組分的校正因子分別如下。求各組分的百分含蚤需苯酚鄰甲酚間甲酚對(duì)甲酚烽高mm)64,0i104.18927Q.0半峰寬;mm)1,942- 402-

34、853.22校正囲子f10, 554 031.00解：先利用峰高乘以半峰寬計(jì)算各峰面積，然后利用歸一化法求各組 分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從而求得各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：苯酚：12.71%;鄰甲酚：28.58%;間甲 酚：31,54%;根據(jù)公式A=hY1/2,求得各組分峰面積分別為：124.16; 249.84; 254.22; 225.4送A fj= 830.1306對(duì)甲酚：27.15%25測(cè)定氯苯中的微星雜質(zhì)苯、對(duì)二氯苯、鄰二氯畢時(shí)，以甲苯為內(nèi)標(biāo),先用純物質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)滾液，進(jìn)行氣相色譜分析，得如下數(shù)據(jù)(見下頁(yè)表人試根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制標(biāo)淮曲線。在分析未知試樣時(shí)、稱取氯苯試樣5.119 g,加人內(nèi)標(biāo)物04421

35、g,測(cè)得色 譜圖、從圖上屋収各色譜峰的峰并求得峰烏比如下(見卜頁(yè)兒 求試樣中 各雜質(zhì)的桿分含量，編號(hào)峰髙比重St g) |峰高比10.04C50.00560.2340.03250080002430,03120.04600,01040.4240.06200. 1573.04200.05530*04070.01340.6080.08430.2470.06130,09740.04130.02070.8380J1910.3340.08780.131茉峰高比屮苯峰高=0-341對(duì)就苯峰高比甲茶峰高=0 298鄰二氯苯峰高比甲苯峰崗=0 042解： 分別用各組分純物質(zhì)與內(nèi)標(biāo)物質(zhì)甲苯組成的混合物的色譜峰峰高

36、對(duì)對(duì) 其質(zhì)量分?jǐn)?shù)作圖，即可繪制各自的工作曲線。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：苯對(duì)二甲苯鄰二甲苯峰高質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰高質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰高質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2340.10960.0800.41670.0310.34810.4240.18440.1570.57400.0550.47730.6080.2477(0.2470.67570.0970.60090.8380.3339 0.3340.74250.1310.6801苯的質(zhì)量/I（苯質(zhì)量+甲苯質(zhì)量）_ _ _丿0 . 9苯的工作曲線從圖中查得當(dāng)苯峰高與甲苯峰高比值為0.341時(shí)，未知物中，苯與內(nèi)標(biāo)物混 合物中苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.152.設(shè)未知試樣中含苯為x g,則：w = x/(x+0.0421)=0.152，解得：x=0.0421w心-w)=0.007546g0.80.7-0.6-0.5-0.4-W0 . 3 50 . 4 00 . 4 50 . 5 00 . 5 50 . 6 00 . 6 50 . 7 00 . 7 5w對(duì)二甲氯的標(biāo)準(zhǔn)曲線當(dāng)對(duì)二氯苯與甲苯的峰高比為0.298時(shí)，未知樣中，對(duì)二氯苯與甲苯二元混 合物中對(duì)二氯苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)查得為0.725。即未知物中對(duì)二氯苯的質(zhì)量為0.0421X0.725/(1-0.725)=0.111g0 . 1 4鄰二氯苯工作曲線當(dāng)鄰二氯苯與甲苯的峰高比為0.042時(shí)，查得鄰二氯