儀器分析習題答案-色譜分析部分

1、 第18章色譜法導論部分習題解答18-1、答:利用待分離的各種組分在兩相間的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同而進行分離的方法(也叫層析法或色層法速差遷移是因為不同組分在兩相間的分配系數(shù)不同而引起的。按照可見,1(ms m R V V K t t +=速差遷移取決于色譜熱力學因素,包括固定相與流動相的性質(zhì)與組成,組分性質(zhì)以及固定相與流動相的體積比。分子離散是因為分子在色譜分離過程中存在渦流擴散、縱向擴散和傳質(zhì)阻力造成的,按照18-5.解:(1(20.2M B B t (3因為組分在流動相中的停留時間等于流動相在柱中的停留時間,分子在固定相的平均時間等于組分的調(diào)整保留時間,所以B 組分在流動相和

2、固定相的停留時間分別為:min ;min 0.2,=M m B t t 0.23/,=Bs B t t B 組分在流動相的停留時間占保留時間的分數(shù)為:%0.80 18-9答:影響色譜峰區(qū)域擴張的因素包括填料顆粒大小、填充均勻程度、流動相流速、柱溫、分子擴散系數(shù)、固定液膜厚度以及色譜柱長度、形狀和色譜系統(tǒng)死體積等因素。18-12、答.(1因為最佳流速u opt 為:,而當流動相的分子量增加時,組分在流(s m opt C C B u +=動相中的擴散系數(shù)D m 下降,因此分子擴散相B 下降,流動相傳質(zhì)阻力項C s 增加,所以最佳流速u opt 減小。因為N 2比H 2分子量大,所以用N 2作載氣

3、比用H 2作載氣更小的最佳流速u opt 。(2因為最小板高H min 為: min H =可見,用(3(4,(5作為載氣。18-14。(1對于A 組分分離的理論塔板數(shù)為:7.349211.163.17(16(1622=W t N R B 因此,該色譜柱的平均理論塔板數(shù)為:31044.32(=+=B A N N N (2平均理論塔板高度為:(cm331023.51044.318=N L H (3按照分辨率的定義式,分離度為06.121(4按照分辨率的理論式,當固定相和流動相的性質(zhì)、相比和流22114k k N R +=動相流速等都保持不變時,k 、和H 均保持不變,所以有,即:H L N R

4、=L R %48.=ii i 對于對二甲苯有:i i i i f A f A 對于間二甲苯有:i i i i f A f A 對于鄰二甲苯有:i i i i f A f A 18-22、解:(1因為:,所以i i i A f m =s s s A f m =ss i i s i A m A m f f f =is (2對于%82.9=A 對于%48.16B 第19章氣相色譜法部分習題解答19-1、答:與填充柱氣相色譜相比,毛細管氣相色譜儀的柱前增加了一個分流進樣器,柱后增加了尾吹氣路。樣品經(jīng)過氣化后可以選擇全部或部分進入色譜柱中,從柱后流出的樣品則在尾吹氣作用下得到富集并加速進入檢測器,以減少

5、峰展寬和提高檢測靈敏度。19-8、答在GC 中,色譜柱的上限溫度取決于固定液的沸點。 19-10、答:氣相色譜中的程序升溫則是指在氣相色譜分離過程中由低到高改變色譜柱爐溫的操作方法。使用程序生溫的目的是為了提高分離的分辨率和加快分析速度,實現(xiàn)沸點相差很大的組分的混合物的有效和快速分離。19-13(1乙醇中微量水:采用填充柱氣相色譜,用高分子多孔微球為固定相,H2或He為流動相,采用熱導池檢測器檢測。(2超純N2中的O2:采用填充柱氣相色譜,用固體吸收劑為固定相,Ar為流動相,采用電子捕獲檢測器檢測。(3蔬菜中有機磷農(nóng)藥:采用毛細管氣相色譜,用強極性固體液為固定相,H2為流動相,采用氮磷檢測器檢

6、測。(4微量苯、甲苯和二甲苯:采用毛細管氣相色譜,用非極性固定液為固定相,H2為流動相,采用氫火焰離子檢測器檢測。第20章液相色譜法部分習題解答20-1、答:與經(jīng)典液相色譜相比,HPLC柱更短、更細,填料粒徑更小,填充更均勻,分離在高壓下進行,并且具有在線檢測的功能,因此具有高柱效、高靈敏度和快速分離的特點,可用于準確的定性和定量分析;經(jīng)典液相色譜一般用于制備分離。與氣相色譜相比,HPLC的流動相種類多,對分離的作用大;此外,HPLC一般在常溫、高壓和較低流速下,其柱效、靈敏度和分離速度都不如開管氣相色譜好,但HPLC種類很多,可以用于熱不穩(wěn)定和沸點高的化合物的分離,適用面更廣;而GC只能用于

7、熱穩(wěn)定和500o C可以氣化的化合物的分離。20-2、答:HPLC儀器的主要組成部件有:流動相儲器和溶劑處理系統(tǒng)、高壓泵系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器;它與GC儀器的相同點是:都有流動相輸入系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器;不同點是: (1流動相輸入系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器在HPLC和GC中各不相同;(2GC中的有一個溫控系統(tǒng),控制進樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器的溫度;而HPLC中只有一個柱溫箱,用于恒定色譜柱溫度。(3HPLC有一個高壓泵系統(tǒng),而GC中不需要。20-4、答:采用極性固定相，非極性或弱極性流動相的HPLC方法稱為正相色譜；采用非極性固定相， 極性流動相的HPLC方法稱為反相色譜。

8、在 正相色譜中， 色譜固定相極性增加， 流動相極性減弱 ， 導致極性溶質(zhì)保留能力增強，出峰時間延長；在反相色譜中，色譜固定相非極性增加，流動相 極性增強，導致非極性溶質(zhì)保留能力增強，出峰時間延長。 20-5、答： 在正相色譜中，組分的極性越大，保留時間越長，即非極性組分先出峰；而在反相 色 譜 中 ， 組分的極性越大，保留時間越短，即極性組分先出峰。因此： （a）對于正己烷、正己醇、苯，極性從大到小依次為正己醇、苯和正己烷。所以，在正相 色譜中的出峰順序從先到后依次為：正己烷、苯和正己醇；在反相色譜中的出峰順序從先到后 依次為：正己醇、苯和正己烷； （b）對于乙酸乙酯、乙醚和硝基丁烷，極性從大到小依次為：硝基丁烷、乙酸乙酯和乙醚。 所以，在正相色譜中的出峰順序從先到后依次為：乙醚、乙酸乙酯和硝基丁烷；在反相色譜中 的出峰順序從先到后依次為：硝基丁烷、乙酸乙酯和乙醚。 20-12、答： 硅膠色譜屬于正相色譜，對于正相色譜，流動相極性減弱會導致組分保留能力增強，出峰 時間延長。因為甲苯、四氯化碳及三氯甲烷的極性指數(shù)分別是2.4、1.6、4.1，即CCl4的極性小于 甲苯小于CHCl3，所以，CHCl3能