儀器分析原理-第二階段練習(xí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第二階段練習(xí)題 考試科目:儀器分析原理第4章至第5章（總分100分） 一、名詞解釋(每小題3分，共計(jì)30分)；1、吸附柱層析：吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機(jī)溶劑或緩沖液為流動(dòng)相構(gòu)成柱的一種層析方法。2、大孔吸附樹脂法: 是有機(jī)高聚物吸附劑,有較好的吸附性能,他的化學(xué)結(jié)構(gòu)與交換樹脂類似。他的吸附作用是通過(guò)表面吸附，表面電性或形成氫鍵。3、正相層析: 固定相的極性大于流動(dòng)相的一種液相層析類型。流動(dòng)相極性越低，被分離的化合物在層析系統(tǒng)中的保留時(shí)間越長(zhǎng)。4、凝膠色譜: 利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法。5、色譜圖:色譜圖是指被分離組分的檢測(cè)信號(hào)隨時(shí)

2、間分布的圖象。6、氣路系統(tǒng): 流動(dòng)相連續(xù)運(yùn)行的密閉管路系統(tǒng),包括氣源,凈化器,氣體流速控制,測(cè)量裝置。7、涂壁開管柱:是將固定液均勻的涂在密閉管路系統(tǒng)，包括氣源，凈化器，氣體流速控制，測(cè)量裝置。8、載體涂漬開管柱: 先在毛細(xì)管內(nèi)壁上一層載體,如硅藻土載體,在此載體上涂固定液,此種毛細(xì)管柱液漠厚,柱容量較涂壁開管柱柱大。9、固體固定相: 一般采用固體吸附劑,主要用于分離和分析永久性氣體及氣態(tài)烴類物質(zhì)。10、質(zhì)量型檢測(cè)器: 檢測(cè)的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化,即檢測(cè)器的響應(yīng)值和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器的某組分的量成正比。11、聚酰胺吸附層析：屬于氫鍵吸附，聚酰胺通過(guò)分子中的酰胺羰基與酚羥基，或酰

3、胺鍵上游離胺基與羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。12、分配色譜：將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等載體上作為固定相，再用與固定相不相混溶的另一相溶劑作為流動(dòng)相，物質(zhì)可在兩相溶劑相對(duì)做逆流移動(dòng)過(guò)程中不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配而得以分離。13、反相層析：以弱極性成分如石蠟油為固定相，流動(dòng)相則以水、乙腈、甲醇強(qiáng)極性溶劑，則兩相可以顛倒，稱之為反相(reverse phase)層析，更適合于水溶性成分的分離。 14、離子交換色譜：由于不同離子與同一樹脂交換能力不同，在柱上形成色譜帶，用適當(dāng)?shù)南疵搫┻M(jìn)行洗脫交換，可將吸附物質(zhì)按先后順序從柱上洗脫下來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)不同組分物質(zhì)的分離。15、色譜峰：色譜圖中曲線突起的部分稱為色譜

4、峰，由于響應(yīng)信號(hào)的大小或強(qiáng)度與物質(zhì)的量或物質(zhì)的濃度成正比，色譜流出曲線實(shí)際上是物質(zhì)的量或濃度時(shí)間曲線。16、汽化室：液體樣品在進(jìn)柱之前必須變成蒸氣的場(chǎng)所叫氣化室。氣化室位于進(jìn)樣口的下端。17、多孔層開管柱：在管壁上涂一層多孔性吸附劑固體微粒，實(shí)際上是氣固色譜開管柱。18、交聯(lián)型開管柱：采用交聯(lián)引發(fā)劑，在高溫處理下，把固定液交聯(lián)到毛細(xì)管內(nèi)壁上，是一種高效、耐溫及抗溶劑沖刷的一類較理想的毛細(xì)管柱。19、聚合物固定相：聚合物固定相既是載體又起固定液作用，可活化后直接用于分離，也可作為載體在其表面涂漬固定液后再用，由于是人工合成的，其孔徑大小及表面積可以控制。20、濃度型檢測(cè)器：測(cè)量的是載氣中某組分濃

5、度瞬間的變化，即檢測(cè)器的響應(yīng)值和進(jìn)入檢測(cè)器的濃度成正比。二、填空題 (每空1分，共計(jì)20分)；1、色譜法是基于混合物各組分在_兩相_之間的_不均勻分配_進(jìn)行分離的一種方法。是各個(gè)組分對(duì)兩相_親和力的不同_和向_兩相不均勻分配的_可能性。由于混合物中各組分對(duì)兩相的親和力有差異，它們穿過(guò)固定相的_流動(dòng)速度_就有不同，從而得到分離。2、聚酰胺吸附層析是聚酰胺通過(guò)分子中的_酰胺羰基_與_酚羥基_，或_酰胺鍵上游離胺基_與_羰基_形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。吸附強(qiáng)弱則取決于各種化合物與之形成_氫鍵締合_的能力。3、色譜分析只有當(dāng)各組分分離之后，才能進(jìn)行_定性和定量_分析。兩組分色譜峰間的_距離_與它們?cè)趦上?/p>

6、中的分配平衡或分配系數(shù)_有關(guān)，兩組分分配系數(shù)相差_越大_，兩色譜峰間的距離就_越大_。4、當(dāng)樣品被載氣帶入柱中，就會(huì)溶解在固定相中。當(dāng)樣品中含有多個(gè)組分時(shí)，由于他們?cè)诠潭ㄏ嘀械腳溶解度_不同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，各組分在柱中的_運(yùn)行速度_也就不同。溶解度小的組分_先離開_色譜柱，而_溶解度大_的組分_后離開_色譜柱。5、在柱色譜分離過(guò)程中，用一定的溶劑系統(tǒng)洗脫柱子時(shí)，由于溶劑(洗脫劑)與混合物里各組分爭(zhēng)奪吸附劑的_活性表面_，發(fā)生_吸附與解吸過(guò)程_，解吸出來(lái)的組分與溶劑始終存在著對(duì)_吸附劑的競(jìng)爭(zhēng)吸附_，因此吸附與解吸始終貫穿整個(gè)柱色譜過(guò)程。由于不同化合物_結(jié)構(gòu)及性質(zhì)_上的差異，洗脫劑對(duì)它們的_洗脫

7、能力_也是不同的，被分離物與吸附劑表面分子的相互作用被吸附。6、在離子交換樹脂柱中，樣品溶液流過(guò)交換柱，_中性分子_及具有_相反電荷的離子_通過(guò)柱子從柱底流出，而具有_相同電荷的離子_則與樹脂上的交換基團(tuán)進(jìn)行_離子交換_并被_吸附到_柱上。7、在塔板理論中峰高與_塔板數(shù)n _和_進(jìn)樣量m_成正比，與組分的_保留值_成反比。當(dāng)保留值和進(jìn)樣量一定時(shí)，理論塔板數(shù)越多(柱效高)，_色譜峰越高_(dá)；當(dāng)理論塔板數(shù)和進(jìn)樣量一定時(shí)，保留值越大，峰高_(dá)越低，峰區(qū)域變寬，_峰形變禿。8、載氣在進(jìn)入色譜儀之前，必須經(jīng)過(guò)_凈化_處理，由_氣體凈化管_來(lái)完成，常用的有_活性炭_、硅膠和_分子篩_，分別用來(lái)除去_烴類物質(zhì)_

8、、水分和氧氣。三、簡(jiǎn)述題 (每小題5分，共計(jì)20分)；1、選擇性。答：就是固定相對(duì)于兩個(gè)相鄰組分的相對(duì)保留值，也就是某一難分離物質(zhì)對(duì)調(diào)整保留值之比。2、柱效和選擇性對(duì)色譜分離的影響。答：兩色譜法距離近且峰型寬,嚴(yán)重重疊,柱效和選擇性都差；雖然兩色譜法距較遠(yuǎn),能很好分離,但峰型很寬,選擇性好但柱效低；兩色譜法距較遠(yuǎn)且峰型窄的分離情況追理想,有良好的選擇性和柱效；改變流動(dòng)相組成、極性(pH、強(qiáng)度或梯度洗脫)是改善柱效的最直接的因素,柱效影響到各組分色譜峰的峰形和它們之間的分離度。選擇性受分離條件中流動(dòng)相的組成、種類、pH、色譜柱溫度和固定相種類的影響,選擇性的大小影響到各組分的分離度。3、分配平衡

9、。答：在一定溫度和壓力下組分在固定相和流動(dòng)相之間,分配達(dá)平衡時(shí)的濃度之比用K表示,其與固定相和溫度有關(guān),K值小的組分每次分配達(dá)平衡后在流動(dòng)相中的濃度較大,因此能較早的流出色譜柱,K值大的組分后流出,所以分配系數(shù)不同是混合物中有關(guān)組分分離的基礎(chǔ)。4、溫控系統(tǒng)。答：氣相色譜的氣化室,色譜柱和檢測(cè)器進(jìn)行溫度控制的裝置,在氣相色譜測(cè)定中,溫度直接影響色道柱的選擇分離,檢測(cè)器的靈敏度和穩(wěn)定性。5、分離度。答：是兩個(gè)相鄰色譜峰峰尖距離與兩峰的平均峰寬之比。R值越大，意味著相鄰兩組分分離得越好。6、吸附柱色譜的原理。答：吸附柱色譜是將待分離混合物樣品均勻地加在裝有吸附劑的柱子中，用適當(dāng)?shù)娜軇_洗，由于吸附劑

10、對(duì)各組分吸附能力不同，各組分在柱中向下移動(dòng)的速度不同，吸附力最弱的組分隨溶劑首先流出，通過(guò)分段定量收集洗脫液而使各組分得到分離。7、分配比。答：在一定溫度、壓力下，組分在固定相和流動(dòng)相之間分配達(dá)平衡時(shí)的質(zhì)量之比，叫分配比，又稱容量因子，即式中：ms 、mm分別為組分在流動(dòng)相和固定相中的質(zhì)量，稱為相比率，是柱型特點(diǎn)參數(shù)；K為分配系數(shù)。8、對(duì)擔(dān)體的要求。答：理想的擔(dān)體應(yīng)是能牢固地保留固定液并使其呈均勻薄膜狀的無(wú)活性物質(zhì)，為此，擔(dān)體應(yīng)具有足夠大的表面積和良好的孔穴結(jié)構(gòu)，以便使固定液與試樣間有較大的接觸面積，且能均勻地分布成一薄膜。但擔(dān)體表面積不宜太大，否則易造成峰拖尾；擔(dān)體表面應(yīng)呈化學(xué)惰性，沒有吸附

11、性或吸附性很弱，更不能與被測(cè)物起反應(yīng)。此外，擔(dān)體還應(yīng)形狀規(guī)則、粒度均勻，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和浸潤(rùn)性以及好的熱穩(wěn)定性。四、論述題 (每小題10分，共計(jì)30分)；1、從色譜圖上可以獲得哪些信息？答：根據(jù)各種保留值,進(jìn)行定性分析；根據(jù)面積峰高,進(jìn)行定量分析；根據(jù)保留值及區(qū)域?qū)挾?可以評(píng)價(jià)色譜柱的分離效能,以及相鄰色譜峰的分離程度；根據(jù)兩峰間的距離,可以評(píng)價(jià)固定相或流動(dòng)相的選擇是否得當(dāng)；根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù),可以判斷樣品所含組分的最少個(gè)數(shù)。2、氣相色譜法的特點(diǎn)。答：分離效率高(能同時(shí)分離和測(cè)定組成極其復(fù)雜的多組分混合物)；靈敏度高(檢測(cè)下限10-14-12-10g)；選擇性好(能分離性質(zhì)極其相似的物質(zhì),如

12、同位素、同分異構(gòu)體、對(duì)映體組成的復(fù)雜混合物)；分析速度快(一般只需要幾分鐘幾十分鐘)；應(yīng)用范圍較廣泛(在儀器允許的氣化條件下,凡能夠氣化且熱穩(wěn)定的、不具腐蝕性的氣體都可以分析)。3、熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)構(gòu)造及工作原理。答：熱導(dǎo)池由池體和熱敏元件組成,有雙臂和四臂兩種類型,常用的是四臂熱導(dǎo)池,其靈敏度是雙臂的2倍。TCD的基本結(jié)構(gòu)如圖（a）所示,測(cè)量線路如圖（b）所示。 熱導(dǎo)池體由不銹鋼制成,有四個(gè)大小相同、形狀完全對(duì)稱的孔道,內(nèi)裝長(zhǎng)度、直徑及電阻完全相同的鎢絲或錸鎢絲,稱為熱敏元件,與池體絕緣。其中兩臂為參比臂(R2、R3),另兩臂為測(cè)量臂(R1、R4),且R1=R2,R3=R。TCD的原理是

13、基于不同物質(zhì)有不同的熱導(dǎo)系數(shù)而設(shè)計(jì)的檢測(cè)器,通過(guò)測(cè)量參比池和測(cè)量池中發(fā)熱體熱量損失的比率,即可測(cè)出氣體的組成和含量。當(dāng)只有載氣通過(guò)時(shí),池內(nèi)產(chǎn)生的熱量與被載氣帶走的熱量之間建立起熱的動(dòng)態(tài)平衡,參比臂和測(cè)量臂熱絲的溫度相同,R1XR4=R2×R3,電橋處于平衡狀態(tài),無(wú)信號(hào)輸出,記錄儀輸出條平直的直線(基線)。進(jìn)樣后,當(dāng)載氣和試樣的混合氣體進(jìn)入測(cè)量臂時(shí),由于混合氣體的熱導(dǎo)系數(shù)與載氣不同,測(cè)量臂的溫度發(fā)生變化,熱絲的電阻值也隨之變化,此時(shí),測(cè)量臂和參比臂熱絲的電阻值不再相等,電橋平衡被破壞,記錄儀上產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)色譜峰?；旌蠚怏w與純載氣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大,輸出信號(hào)就越大。4、塔板理論的條件。

14、答：該理論對(duì)色譜柱的分離過(guò)程做了如下假設(shè)：所有組分開始都進(jìn)入第零塊塔板，組分的縱向擴(kuò)散(塔板之間的擴(kuò)散)可以忽略，流動(dòng)相按前進(jìn)方向通過(guò)色譜柱； 流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱是脈沖式的，是不連續(xù)的，每次進(jìn)入柱中的最小體積為一個(gè)塔板體積V；在每塊塔板上，待測(cè)組分在兩相間能瞬間達(dá)到分配平衡；分配系數(shù)在所有塔板上都是常數(shù)，與組分在塔板中的濃度無(wú)關(guān)。5、固定液的選擇原則。答：一般可按“相似相溶”原則來(lái)選擇固定液。所謂相似是指待測(cè)組分和固定相分子的性質(zhì)(極性、官能團(tuán)等)相似，此時(shí)分子間的作用力強(qiáng)，選擇性高，分離效果好。以上是按極性相似原則選擇固定液。此外，還可按官能團(tuán)相似和主要差別進(jìn)行選擇。分離非極性物質(zhì)，一般選用非

15、極性固定液。此時(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次序流出；沸點(diǎn)低的先流出，沸點(diǎn)高的后流出。如果非極性混合物中含有極性組分，當(dāng)沸點(diǎn)相近時(shí)，極性組分先出峰。 分離極性物質(zhì)，則宜選用極性固定液。試樣中各組分按極性次序流出，極性小的先流出，極性大的后流出。對(duì)于非極性和極性的混合物的分離，一般選用極性固定液。這時(shí)非極性組分先流出，極性組分后流出。分離能形成氫鍵的試樣，一般選用極性或氫鍵型固定液。試樣中各組分按與固定液分子間形成氫健能力的大小先后流出，最不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的后流出。對(duì)于復(fù)雜的難分離物質(zhì)，則可選用兩種或兩種以上的混合固定液。樣品極性未知時(shí)，一般先用最常用的幾種固定液做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)色譜分離的情況，選擇合適極性的固定液。6、(氫)火焰離子化檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與工作原理。答：以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳有機(jī)物在火焰中燃燒產(chǎn)生離子，在外加的電場(chǎng)作用下，使離子形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度