色譜分析法習(xí)題及答案

1、色譜分析法習(xí)題及答案1色譜法有哪些類型？其分離的基本原理是什么？答：氣體為流動(dòng)相的色譜稱為氣相色譜（GC），根據(jù)固定相是固體吸附劑還是固定液（附著在惰性載體上的一薄層有機(jī)化合物液體），又可分為氣固色譜（GSC）和氣液色譜（GLC）液體為流動(dòng)相的色譜稱液相色譜（LC）。同理，液相色譜亦可分為液固色譜（LSC）和液液色譜（LLC）超臨界流體為流動(dòng)相的色譜稱為超臨界流體色譜（SFC）。隨著色譜工作的發(fā)展，通過化學(xué)反應(yīng)將固定液鍵合到載體表面，這種化學(xué)鍵合固定相的色譜又稱化學(xué)鍵合相色譜（CBPC）。2試述熱導(dǎo)池及氫焰離子化檢測器的原理？答：熱導(dǎo)池檢測器是利用組分蒸氣與載氣導(dǎo)熱系數(shù)不同來測定各組分的 氫焰

2、離子化檢測器是利用有機(jī)物在氫氣空氣火焰中產(chǎn)生離子化反應(yīng)而生成許多離子對(duì)，在加有電壓的兩極間形成離子流3如何選擇氣液色譜的固定液？答：對(duì)固定液的選擇并沒有規(guī)律性可循。一般可按“相似相溶”原則來選擇。在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況而定。（i）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)次序流出，沸點(diǎn)低的先流出，沸點(diǎn)高的后流出。（ii）分離極性物質(zhì)：選用極性固定液，試樣中各組分按極性次序分離，極性小的先流出，極性大的后流出。（iii）分離非極性和極性混合物：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。（vi）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

3、液分子間形成氫鍵能力大小先后流出，不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的最后流出。（v）復(fù)雜的難分離物質(zhì)：可選用兩種或兩種以上混合固定液。對(duì)于樣品極性情況未知的，一般用最常用的幾種固定液做試驗(yàn)。對(duì)固定液的要求： 首先是選擇性好另外還要求固定液有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?；在操作溫度下有較低蒸氣壓，以免流失太快。（a在操作溫度下呈液態(tài)，并有足夠的穩(wěn)定性，能溶解被分離混合物中的各組分，且不與組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。b在操作溫度下粘度要低，以保證固定液能均勻分布在擔(dān)體上形成均勻的液膜。c對(duì)被分離的各組分有足夠的分離能力。）4柱的分離效能指標(biāo)H與分配比k，相對(duì)保留值 ，分離度R之

4、間有什么關(guān)系？解： 5氣相色譜法有哪些常用的定性分析方法和定量分析方法？答：常用的定性分析方法：絕對(duì)保留值法，相對(duì)保留值法，加入已知物峰高增加法，保留指數(shù)定性常用的定量分析方法：歸一化法，內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法6影響分辨率的因素有哪些？如何選擇最佳的工作條件？答：R=0.59R工作條件的選擇：(1)柱長的選擇固然增加柱長可使理論塔板數(shù)增大，但同時(shí)使峰寬加大，分析時(shí)間延長。因此，填充柱的柱長要選擇適當(dāng)。過長的柱子，總分離效能也不一定高。一般情況下，柱長選擇以使組分能完全分離，分離度達(dá)到所期望的值為準(zhǔn)。具體方法是選擇一根極性適宜，任意長度的色譜柱，測定兩組分的分離度，然后根據(jù)基本色譜分離方程式，確定柱長是

5、否適宜。 (2)載氣及其流速的選擇當(dāng)載氣線速度較小時(shí)，宜選擇相對(duì)分子量較大的載氣；當(dāng)載氣線速度較大時(shí)，宜選擇相對(duì)分子量較小的載氣載氣的選擇還要考慮與檢測器相適應(yīng) (3)柱溫的選擇柱溫是一個(gè)重要的操作參數(shù)，直接影響分離效能和分析速度在使最難分離的組分有盡可能好的分離前提下，采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞兀员Ａ魰r(shí)間適宜，峰形不拖尾為度。具體操作條件的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。 另外，柱溫的選擇還應(yīng)考慮固定液的使用溫度，柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，否則固定派揮發(fā)流失，對(duì)分離不利。 (4)載體粒度及篩分范圍的選擇 載體的粒度愈小，填裝愈均勻，柱效就愈高。但粒度也不能太小。否則，阻力壓也急劇增大。一般粒度直徑

6、為柱內(nèi)徑的120l25為宜。在高壓液相色譜中，可采用極細(xì)粒度，直徑在m數(shù)量級(jí)。 (5)固定液及其配比分離氣體及低沸點(diǎn)組分可采用10%25配比，其它組分采用5%20配比為宜。 (6)進(jìn)樣量的選擇在實(shí)際分析中最大允許進(jìn)樣量應(yīng)控制在使半峰寬基本不變，而峰高與進(jìn)樣量成線性關(guān)系。一般說來，氣體樣品進(jìn)樣量為0.110 mL，液體樣品進(jìn)樣量為0.110 mL7色譜定量分析時(shí)，為什么要引入定量校正因子？答：由于組分的峰面積與其重量或百分含量不成正比，也就是說，在同一類型的檢測器上，重量或濃度相同的不同物質(zhì)，在同一條件下，產(chǎn)生的信號(hào)是不一樣的（得到的色譜峰面積卻常常不同）；在不同類型的檢測器上，同一種物質(zhì)產(chǎn)生的

7、信號(hào)也是不一樣的因此，為使產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)（測出的峰面積）能定量代表物質(zhì)的含量，就要對(duì)峰面積進(jìn)行校正，即在定量計(jì)算時(shí)要引入校正因子。8試述塔板理論和速率理論的要點(diǎn)？答：塔板理論反色譜柱看作一個(gè)蒸餾塔，借用蒸餾塔中“塔板”的概念來描述組分在兩相間的分配行為它的貢獻(xiàn)在于解釋色譜流出曲線的形狀，推導(dǎo)出色譜流出曲線方程，及理論塔板數(shù)的計(jì)算公式，并成功地解釋了流出曲線的形狀及濃度極大值的位置，還提出了計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效的參數(shù)。 速率理論提出，色譜峰受渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散、氣液兩相間的傳質(zhì)阻力等因素控制，從動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好解釋影響板高的各種因素，對(duì)選擇合適的操作條件具有指導(dǎo)意義根據(jù)三個(gè)擴(kuò)散方程對(duì)塔板高度H的影響，

8、導(dǎo)出速率理論方程或稱Van Deemter方程式： H=A + B/u + Cu 式中u為流動(dòng)相的線速度；A，B，C為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。9一根2 m長的填充柱的操作條件及流出曲線的數(shù)據(jù)如下： 流量 20 mLmin（50） 柱溫50 柱前壓力：133.32 kpa 柱后壓力101.32kPa 空氣保留時(shí)間0.50 min 正己烷保留時(shí)間3.50 min 正庚烷保留時(shí)間4.10 min 計(jì)算正己烷，正庚烷的校正保留體積； 若正庚烷的半峰寬為0.25 min，用正庚烷計(jì)算色譜柱的理論塔板數(shù)和理論塔板高度； 求正己烷和正庚烷的分配比k1和k2。解：F=20

9、mL/min, t0=30s=0.50min, t已=3.50min=210s, t庚=4.10min=250s V已=F(t已t0)=20×(3.500.50)=60mL V庚=F(t庚t0)=20×(4.100.50)=72mL W1/2(庚)0.25min n理=5.54×(t/W1/2)2=5.54×(4.10/0.25)2=1490 H=L/n理=200/1490=0.13cm對(duì)正已烷，若半峰寬也為0.25min，則W1/2(已)0.25minn理=5.54×(t/W1/2)2=5.54×(3.5/0.25)2=1086H=

10、L/n理=200/1086=0.184cm10正庚烷與正己烷在某色譜柱上的保留時(shí)間為94s和85s，空氣在此柱上的保留時(shí)間為10s，所得理論塔板數(shù)為3900塊，求此二化合物在該柱上的分離度？解：已知n理=3900, t0=10s, t1=85s, t2=94s n理=16×(t1/w1)2    n理=16×(t1/w1)2  即3900=16×(85/w1)2    3900=16×(94/w2)2  求得w1=5.44s, w2=6.02s11在某色譜柱上，二組分的相對(duì)保留值為1.211。若

11、有效板高度為0.1cm，為使此組分在該色譜柱上獲得完全分離，求所需色譜柱的最低長度？ 解：已知Heff=0.1cm, r21=1.211, R=1.5cm，近似為120cm12一液體混合物中，含有苯、甲苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯。用氣相色譜法，以熱導(dǎo)池為檢測器進(jìn)行定量，苯的峰面積為1.26 cm2。甲苯為0.95 cm2，鄰二甲苯為2.55 cm2，對(duì)二甲苯為1.04 cm2。求各組分的百分含量？（重量校正因子：苯0.780，甲苯0.794，鄰二甲苯0.840對(duì)二甲苯0.812）。 解：A苯=1.26cm2 A甲苯=0.95cm2 A鄰=2.55cm2 A對(duì)=1.04cm2 歸一化法：f 苯=0.

12、780 f甲苯=0.794 f鄰=0.840 f對(duì)=0.812 Y= f 苯A苯 + f甲苯A甲苯 + f鄰A鄰 + f對(duì)A對(duì) =0.780×1.26 + 0.794×0.95 + 0.840×2.55 + 0.812×1.04 =0.9828 + 0.7543 + 2.142 + 0.8448=4.7236 W苯=0.9828/4.7236×100%=20.8% W甲苯=0.7543/4.7236×100%=16.0% W鄰=2.142/4.7236×100%=45.3% W對(duì)=0.8448/4.7236×100

13、%=17.9%13在某一色譜柱上，下列各化合物的校正保留時(shí)間如下，求下述各化合物的保留指數(shù)。 正丁烷0.95 異辛烷13.7 1-己烯2.95 正戊烷1.80 2-甲基丁烷1.20 苯3.75 正己烷3.50 1-丁烯0.80 正辛烷8.4 正庚烷6.9514指出下列物質(zhì)在正相色譜中的洗脫順序（1）正己烷，正己醇，苯（2）乙酸乙酯，乙醚，硝基丁烷答：(1)苯、正已烷、正已醇；(2) 乙醚、硝基丁烷、乙酸乙酯15指出下列各種色譜法，最適宜分離什么物質(zhì)？（1）氣液色譜（2）正相色譜（3）反相色譜（4）離子交換色譜（5）凝膠色譜（6）氣固色譜（7）液固色譜答：（1）氣液色譜分離易揮發(fā)、受熱穩(wěn)定的物質(zhì)（2）正相色譜分離極性親水性化合物（3）反相色譜分離疏水性化合物（4）離子交換色譜離子型化合物（5）凝膠色譜分離相對(duì)分子量高的化合物，常用于鑒定聚合物（6）氣固色譜分離氣體烴類、永久性氣體（7）液固色譜極性不同的化合物、異構(gòu)體16根據(jù)范·第姆特方程式，推導(dǎo)出以常數(shù)A、B和C表示的最佳線速