色譜分析習(xí)題總

1、色譜分析法1.假如一個溶質(zhì)的分配比為0.2，則它在色譜柱的流動想中的百分率是多少？ 解： k = ns/nm=0.2 nm= 5nsnm/n×100% = nm/(nm+ns)×100% = 83.3%2.對某一組分來說，在一定的柱長下，色譜峰的寬或窄主要決定于組分在色譜柱中的A保留值 B. 擴(kuò)散速度 C.分配比 D. 理論塔板數(shù)  解： B.擴(kuò)散速度色譜峰的寬窄主要與色譜動力學(xué)因素有關(guān)。3.載體填充的均勻程度主要影響A渦流擴(kuò)散相 B. 分子擴(kuò)散 C.氣相傳質(zhì)阻力 D. 液相傳質(zhì)阻力  解：A渦流擴(kuò)散相范氏方程中渦流擴(kuò)散相A=2dp, 為填充不

2、規(guī)則因子。4.若在1m長的色譜柱上測得分離度為0.68,要使它完全分離，則柱長至少應(yīng)為多少米？ 解： L2=(R2/R1)2 L1 完全分離R2=1.5L2=(1.5/0.68)2×1=4.87(m)5.在2m長的色譜柱上，測得某組分保留時間（tR）6.6min，峰底寬（Y）0.5min，死時間（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量計測得載氣體積流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL,求：(提示：流動相體積，即為死體積)（1） 分配容量k（2） 死體積Vm（3） 調(diào)整保留時間（4） 分配系數(shù)（5） 有效塔板數(shù)neff（6） 有效塔板高度Heff 解

3、：（1）分配比k = tR'/tm = (6.6-1.2)/1.2=4.5(2) 死體積Vm = tmoFc = 1.2×40 = 48mL(3) 調(diào)整保留時間 VR'= (tR-tm) oFc = (6.6-1.2)×40 = 216mL(4) 分配系數(shù)K=ko=(Vm/Vs)=4.5×(48/2.1)=103(4) 有效塔板數(shù)neff = 16×( tR'/Y)2=16×(6.6-1.2)2=1866(5) 有效塔板高度Heff =L/neff=2×1000/1866=1.07mm 6.已知組分A和B的分配

4、系數(shù)分別為8.8和10，當(dāng)它們通過相比=90的填充時，能否達(dá)到基本分離（提示：基本分離Rs=1） 解：= KB/KA = 10/8.8 = 1.14k = KB/= 10/90 = 0.11由基本分離方程式可推導(dǎo)出使兩組分達(dá)到某一分離度時，所需的理論塔板數(shù)為nB = 16Rs2/(-1)2(1 + kB)/kB2=16×121.14/(1.14 - 1)2(1 + 0.11)/0.112=16×66.31×101.83 = 1.08×105因?yàn)橛嬎愠龅膎比較大，一般填充柱不能達(dá)到，在上述條件下，A、B不能分離。 7.某一色譜柱從理論上計算得到的

5、理論塔板數(shù)n很大，塔板高度H很小，但實(shí)際上分離效果卻很差，試分析原因。 解：理論塔板數(shù)n是通過保留值來計算的，沒考慮到死時間的影響，而實(shí)際上死時間tm對峰的影響很大，特別是當(dāng)k3時，以導(dǎo)致扣除死時間后計算出的有效塔板數(shù)neff很小，有效塔板高度Heff很大，因而實(shí)際分離能力很差。8.根據(jù)Van Deemter方程，推導(dǎo)出A、B、C常數(shù)表示的最佳線速uopt和最小板高Hmin。 解：Van Deemter最簡式為：H = A + B/u + Cu （1）將上式微分得：dH/du = -B/u2 + C = 0 （2）最佳線速：uopt=（B/C）1/2 （3）將（3）式代入（

6、1）式的最小板高：Hmin = A + 2(BC)1/2自測題 1.在以下因素中，屬熱力學(xué)因素的是A.分配系數(shù)； B. 擴(kuò)散速度； C柱長； D理論塔板數(shù)。2.理論塔板數(shù)反映了 A.分離度； B. 分配系數(shù)； C保留值； D柱的效能。3.欲使色譜峰寬減小，可以采取 A降低柱溫； B減少固定液含量； C增加柱長； D增加載體粒度。4.如果試樣中各組分無法全部出峰或只要定量測定試樣中某幾個組分, 那么應(yīng)采用下列定量分析方法中哪一種為宜？A歸一化法； B外標(biāo)法；   C內(nèi)標(biāo)法； D標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法。5.俄國植物學(xué)家茨維特在研究植物色素成分時, 所采用的色譜方法是A液-液色譜法； B液-固色譜

7、法；   C空間排阻色譜法；D離子交換色譜法。6.色譜圖上兩峰間的距離的大小, 與哪個因素?zé)o關(guān)?A極性差異； B沸點(diǎn)差異；   C熱力學(xué)性質(zhì)差異；D動力學(xué)性質(zhì)差異。7.假如一個溶質(zhì)的分配比為 0.1，它分配在色譜柱的流動相中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是A.0.10； B. 0.90； C0.91； D0.99。8.下列因素中,對色譜分離效率最有影響的是A柱溫； B載氣的種類；   C柱壓；D固定液膜厚度。10.當(dāng)載氣線速越小, 范式方程中, 分子擴(kuò)散項(xiàng)B越大, 所以應(yīng)選下列氣體中哪一種作載氣最有利？A.H2； B. He； CAr； DN2。正確答案：1：(A)、2：(D)、3：

8、(B)、4：(C)、5：（B）6：(C)、7：(C)、8：(A)、9：（D）氣相色譜法1.氣相色譜采用雙柱雙氣路流程有什么用？ 解：    氣相色譜采用雙柱雙氣路流程主要用于程序升溫分析，它可以補(bǔ)償由于升溫過程中載氣流量不穩(wěn)、固定液流失等使檢測器產(chǎn)生的噪聲及基線漂移，從而提高穩(wěn)定性。 2.用熱導(dǎo)池檢測器時，為什么常用H2和He作載氣而不常用氮?dú)庾鬏d氣？ 解：    根據(jù)熱導(dǎo)池檢測器的檢測原理，載氣與待測組分的導(dǎo)熱系數(shù)相差愈大，則靈敏度愈高，有一般組分的導(dǎo)熱系數(shù)都比較小，而氫氣、氦氣導(dǎo)熱系數(shù)最大，

9、0時， ,故選用熱導(dǎo)系數(shù)大的H2和He作載氣,靈敏度比較高.另外載氣熱導(dǎo)系數(shù)大,在相同的橋電路電流下,熱絲溫度較低,橋電流可以升高.如果用氮?dú)庾鬏d氣,除了由于氮和被測組分導(dǎo)熱系數(shù)差別小(0時)使熱導(dǎo)池檢測靈敏度低以外,還常常由于二元體系導(dǎo)熱系數(shù)呈非線性等原因,有時會出現(xiàn)不正常的色譜峰如倒峰，峰等3.簡述熱導(dǎo)池檢測器的設(shè)計原理。 解：（1）每種物質(zhì)都具有導(dǎo)熱能力，欲測組分與載氣有不同的導(dǎo)熱系數(shù)；（2）熱敏元件（金屬熱絲）具有電阻溫度系數(shù)；（3）利用惠斯登電橋測量等設(shè)計原理。4.在使用火焰光度檢測器時，為什么要保持富氫火焰？ 解：    

10、所謂的富氫火焰指供給的氫氣量遠(yuǎn)超過化學(xué)計量，即H2:O2>3：1，根據(jù)火焰光度檢測器檢測硫、磷的機(jī)理，有相當(dāng)濃度的氫存在才能使SO2還原成S，還原的S在390生成激發(fā)態(tài)的硫分子S*，返回基態(tài)時發(fā)射出350-430nm的特征光譜。磷需要在富氫火焰還原成化學(xué)發(fā)光的HPO，因此在使用火焰光度檢測器首先要保證火焰為富氫火焰，否則無激發(fā)光譜產(chǎn)生，靈敏度很低，無法檢測。5.什么原因使電子捕獲檢測器的基始電流下降，如何克服？ 解：引起電子捕獲檢測器基始電流下降有三個主要原因：（1）放射源流失。（2）電極表面或放射源的污染、固定相的流失、高沸點(diǎn)組分的冷凝都會污染放射源。（3）載氣中的氧氣及其電

11、負(fù)性物質(zhì)會捕獲電子而使基流下降。 克服辦法：（1）采用純度高于99.99%高純氮?dú)庾鬏d氣。（2）管路要嚴(yán)密防止泄露。（3）檢測器溫度應(yīng)高于柱溫。（4）新填裝的柱子必須在最高允許溫度下，以高的載氣流速連續(xù)老化24h以上。（5）使用電子捕獲檢測器時，柱溫要遠(yuǎn)低于固定液的最高使用溫度。對已污染的檢測器，采用增高檢測器溫度，通高純氮烘或選擇合適溶劑在超聲波清洗器中清洗數(shù)小時，再用清水洗靜、烘干。6.用氣相色譜法氫火焰檢測器某石油化工廠用生化處理廢水酚的濃度，記錄儀靈敏度為0.2mV/cm，記錄儀紙速10mm/min，苯酚標(biāo)樣濃度1mg/mL，進(jìn)樣量3L，測量苯酚峰高115mm，峰半高寬4mm，2倍噪音

12、信號為0.05mV，計算:（1）在上述條件下苯酚的靈敏度St、檢測限（D）和最小檢測限（Qmin）（2）若污水處理前后，污水中苯酚濃度從100g/mL（ppm）將為0.05g/mL，設(shè)最大進(jìn)樣量為10L，能否直接測定水中的酚，若不能直接測出，試樣濃縮多少倍方可推測？ 解：（1）苯酚的St、D及Qmin St =（1.065×60×0.02mV/mm×115mm×4mm）/(10mm/mim+3L×1mg/1000L)= 1.96×104mV·s/mg=1.96×107mV·s/gD = 2RN/

13、S = 0.05mV/(1.96×107mV·s/g) = 2.55×10-9g/sQmin = mi·2RN/(h·C1) = (3L×1×10-3mg/L×0.05mV)/(115mm×0.02mV/mm)= 6.52×10-5mg(2)首先求最低檢測濃度CminCmin = Qmin/V = 6.52×10-5mg/10L = 6.52×10-6mg/L=6.52g/mL>>0.05g/mL當(dāng)苯酚濃度為0.05g/mL時，不能直接測出。 6.52g/mL/0

14、.05g/mL=130.4倍試樣濃縮130.4倍時方能檢測。7.在氣相色譜檢測器中通用型檢測器是:A.氫火焰離子化檢測器B.熱導(dǎo)池檢測器C.示差折光檢測器D.火焰光度檢測器  解：B.熱導(dǎo)池檢測器C示差折光檢測器雖為通用型，但屬液相色譜檢測器，A、D兩種檢測器均為選擇性檢測器，根據(jù)檢測原理選B。8.在氣相色譜分析中為了測定下面組分，宜選用哪種檢測器？為什么？（1）蔬菜中含氯農(nóng)藥殘留量；（2）測定有機(jī)溶劑中微量水（3）痕量苯和二甲苯的異構(gòu)體；（4）啤酒中微量硫化物  解：（1）蔬菜中含氯農(nóng)藥殘留量選用電子捕獲檢測器，因?yàn)楦鶕?jù)檢測機(jī)理電子捕獲檢測器對含有電負(fù)性化合物有高的靈敏度

15、。殘留含氯農(nóng)藥是含有電負(fù)性化合物，選用電子捕獲檢測器。（2）溶劑中微量水選用熱導(dǎo)池檢測器檢測，因?yàn)闊釋?dǎo)池檢測器是通用型檢測器，只要有導(dǎo)熱能力的組分均可測定，故可測定微量水。（3）痕量苯和二甲苯的異構(gòu)體可用氫火焰離子化檢測器，因?yàn)闅浠鹧骐x子化檢測器對含C、H元素的有機(jī)化合物有高的響應(yīng)信號，特別適合。（4）啤酒中微量硫化物選用火焰光度檢測器，因?yàn)榛鹧婀舛葯z測器是只對硫、磷有響應(yīng)信號，而且靈敏度高。9.在氣液色譜中，色譜柱的使用上限溫度取決于：A.樣品中沸點(diǎn)最高組分的沸點(diǎn) B.樣品中各組分沸點(diǎn)的平均值C.固定液的沸點(diǎn) D.固定液的最高使用溫度 解：D固定液的最高使用溫度。色譜柱的上限溫度如

16、果超過固定液的最高使用溫度就會出現(xiàn)固定液流失、污染檢測器，使基線不穩(wěn)而無法工作。10.在某色譜柱上，柱溫1000C測的甲烷的保留時間為40s，正壬烷的保留時間為400s，正炔烷的保留時間為580s，正壬烷與正癸烷的峰寬相同，均等于5.0mm，已知記錄紙速為5mm/min，求能與正壬烷達(dá)到基線分離（R=1.5）的組分的保留指數(shù)應(yīng)為多少？ 解：根據(jù)題意要求的組分在正壬烷后出峰。Y9=Y10 Y9=Yi=5mm/5mm/min=60sR=2（t'Ri-t'R9）/(Y9+Yi) = (t'Ri-t'R9)/Y9t'Ri=RY9 + t'R9

17、=1.5×60+ (400-40) = 450sIi = 1009+(lgt'Ri-lgt'R9)/(lgt'R(9+1)-lgt'R9)= 1009+(lg450-lg360)/(lg540-lg360) = 952.311.氣相色譜測定樣品中乙酸乙酯，丙酸甲酯，正丁酸甲酯的色譜數(shù)據(jù)見下表，死時間為0.6min。組分乙酸甲酯 丙酸甲酯正丁酸甲酯保留時間tR(min)2.724.929.23峰面積18.143.629.9相對校正因子f'is0.600.780.88 (1) 計算每種組分的含量。(2) 根據(jù)碳數(shù)規(guī)律，預(yù)測正戊酸甲酯的保留時間。&#

18、160;解：（1）用歸一化法計算各組分的含量mi%=Aif'is/(A1f'is+Aif'is+Anf'ns)×100mi乙酸甲酯（%）=18.1×0.60/（18.1×0.60 + 43.6×0.78 + 29.9×0.88）×100 = 15.25（2）碳數(shù)規(guī)律：lgt'R = A1n + C1乙酸乙酯 n=3，lgt'R乙 = lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6) = 0.326丙酸甲酯n=4，lgt'R丙 = lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6)

19、= 0.635正丁酸甲酯n=5，lgt'R丁 = lg(tR-tm) = lg(9.23-0.6) = 0.936 根據(jù)丙酸甲酯、正丁酸甲酯的數(shù)據(jù)0.635 = 4A1 + C10.936 = 5A1 + C1解方程的A1 = 0.301C1=-0.596正戊酸甲酯有6個碳 n = 6lgt'R戊 = 6×0.301 - 0.569 = 1.237t'R戊=17.26 tR = t'R + tm = 17.26 + 0.6 = 17.86(min) 自測題 1.在氣相色譜分析中, 色譜流出曲線的寬度與色譜過程的哪些因素?zé)o關(guān)?A熱力學(xué)因素； B色譜柱長度；   C動力學(xué)因素；D熱力學(xué)和動力學(xué)因素。2.在一定的柱溫下, 下列哪個參數(shù)的變化不會使比保留體積(Vg)發(fā)生改變？ A改變檢測器性質(zhì)； B改變固定液種類；  C改變固定液用量； D增加載氣流速。3.使用熱導(dǎo)池檢測器時, 應(yīng)選用下列哪種氣體作載氣, 其效果最好？A.H2； B. He；