色譜思考練習(xí)

1、. .第十九章 氣相色譜法思考題和習(xí)題1名詞解釋：噪音 檢測限 死體積 別離度 程序升溫 保存溫度 分流進樣 分流比 線性分流 相對重量校正因子 麥?zhǔn)铣?shù) 2說出以下縮寫的中文名稱：TCD FID ECD TID FPD WCOT柱 PLOT柱 SCOT柱 FSOT柱 3簡述范氏方程在氣相色譜中的表達式以及在別離條件選擇中的應(yīng)用。A=2ldpB = 2gD柱子的填充均勻度、載體的粒度、載氣的種類及流速、固定液液膜厚度以及柱溫等因素對柱效產(chǎn)生直接影響。有些因素影響方向相反，應(yīng)全面綜合考慮。1選擇流動相最正確流速。2當(dāng)流速較小時，可以選擇相對分子質(zhì)量較大的載氣如N2，Ar，而當(dāng)流速較大時，應(yīng)該選擇

2、相對分子質(zhì)量較小的載氣如H2，He，同時還應(yīng)該考慮載氣對不同檢測器的適應(yīng)性。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。在使最難別離組分能盡可能好的別離的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保存時間適宜，峰形不拖尾為度。4固定液用量：擔(dān)體外表積越大，固定液用量可以越高，允許的進樣量也越多，但為了改善液相傳質(zhì)，應(yīng)使固定液膜薄一些。5對擔(dān)體的要求：擔(dān)體外表積要大，外表和孔徑均勻。粒度要求均勻、細(xì)小但不宜過小以免使傳質(zhì)阻力過大6進樣速度要快，進樣量要少，一般液體試樣0.15uL,氣體試樣0.110mL.7氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫30-70。4某色譜柱理論塔板數(shù)很大，是否任何兩種難

3、別離的組分一定能在該柱上別離？為什么？柱效不能表示被別離組分實際別離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K一樣時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法別離。5氣相色譜儀主要包括哪幾局部？簡述各局部的作用。載氣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)載氣系統(tǒng)的作用是獲得純潔、流速穩(wěn)定的載氣。進樣系統(tǒng)作用是將液體或固體試樣，在進入色譜柱前瞬間氣化，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中。色譜柱系統(tǒng)是色譜分析的心臟，組分別離的場所。溫控系統(tǒng)控制氣化室、柱箱和檢測器的溫度檢測和記錄系統(tǒng)將各組分的濃度或質(zhì)量轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號并記錄。6在氣相色譜中，如何選擇固定液？解：樣品混合物能否在色譜上實現(xiàn)別離，主要取決于組分與兩

4、相親和力的差異，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。根據(jù)此規(guī)律：(1)別離非極性物質(zhì)一般選用非極性固定液，這時試樣中各組分按沸點次序先后流出色譜柱，沸點低的先出峰，沸點高的后出峰。(2)別離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時試樣中各組分主要按極性順序別離，極性小的先流出色譜柱，極性大的后流出色譜柱。(3)別離非極性和極性混合物時，一般選用極性固定液，這時非極性組分先出峰，極性組分(或易被極化的組分)后出峰。(4)對于能形成氫鍵的試樣、如醉、酚、胺和水等的別離。一般選擇極性的或是氫鍵型的固定液，這時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

5、，最易形成氫鍵的最后流出。(5)對于復(fù)雜的難別離的物質(zhì)可以用兩種或兩種以上的混合固定液。 以上討論的僅是對固定液的大致的選擇原那么，應(yīng)用時有一定的局限性。事實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)主要靠實踐。7說明氫焰、熱導(dǎo)以及電子捕獲檢測器各屬于哪種類型的檢測器，它們的優(yōu)缺點以及應(yīng)用范圍。氫焰檢測器為質(zhì)量型檢測器，具有靈敏度高、響應(yīng)快、線性范圍寬等優(yōu)點，是目前最常用的檢測器之一，但對在氫焰中不電離的無機化合物不能檢測。熱導(dǎo)檢測器為濃度型檢測器，其特點為對任何氣體均可產(chǎn)生響應(yīng)，通用性好，線性范圍寬、價格廉價、應(yīng)用范圍廣。但靈敏度較低。電子捕獲檢測器為濃度型檢測器，具靈敏度高、選擇性好

6、的特點。是目前分析痕量電負(fù)性有機化合物最有效的檢測器。但對無電負(fù)性的物質(zhì)如烷烴等幾乎無響應(yīng)8在氣相色譜分析中，應(yīng)如何選擇載氣流速與柱溫？當(dāng)u較小時，B/u占主要，選擇分子量大的載氣如N2，使組分的擴散系數(shù)?。划?dāng)u較大時，Cu占主要，選擇分子量小的載氣H2，減小傳質(zhì)阻力項Cu。高沸點混合物分析選擇柱溫可低于沸點100150低沸點混合物選擇低于平均沸點50至平均沸點柱溫寬沸程混合物采用程序升溫9氣相色譜定量分析的依據(jù)是什么？為什么要引入定量校正因子？常用的定量方法有哪幾種？各在何種情況下應(yīng)用？色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與其蜂面積的正比關(guān)系。但是由于同一檢測器對不同的物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，所以兩

7、個相等量的物質(zhì)得出的峰面積往往不相等，這樣就不能用峰面積來直接計算物質(zhì)的含量。為了使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)訊號能真實地反映出物質(zhì)的含量，就要對響應(yīng)值進展校正，因此引人“定量校正因子。常用的定量方法有以下幾種A外標(biāo)法: 色譜定量分析中較簡易的方法。適合于進樣量的重現(xiàn)性較好和操作條件較穩(wěn)定的情況。B內(nèi)標(biāo)法：當(dāng)只需測定試樣中某幾個組份，或試樣中所有組份不可能全部出峰時，可采用內(nèi)標(biāo)法。C歸一化法：適合于進樣量很少而其體積不易準(zhǔn)確測量的液體樣品。10毛細(xì)管柱氣相色譜有什么特點？毛細(xì)管柱為什么比填充柱有更高的柱效？毛細(xì)管柱自加工困難，需購置成品柱，具有別離效能高、柱滲透性好、柱容量小、易實現(xiàn)氣質(zhì)聯(lián)用，應(yīng)用范圍廣

8、等特點。一般毛細(xì)管的比滲透率約為填充柱的100倍, 在同樣的柱前壓下, 可使用更長的毛細(xì)管柱(如100米以上), 而載氣的線速可保持不變。這就是毛細(xì)管柱高柱效的主要原因。11當(dāng)出現(xiàn)以下三種情況時，Van Deemter曲線是什么形狀？1B/u=Cu=0；2A=Cu=0；3A=B/u=0圖中1為A=Cu=0，2為A=B/u=0，3為B/u=Cu=012用氣相色譜法別離某二元混合物時，當(dāng)分別改變以下操作條件之一時，推測一下對tR、H、R的影響忽略檢測器、氣化室、連接收道等柱外死體積。a流速加倍，b柱長加倍，c固定液液膜厚度加倍，d色譜柱柱溫增加。A=2ldpB = 2gDa流速加倍，tR；最正確流

9、速前H，R，最正確流速后H，Rb柱長加倍，n，tR，H根本無影響，Rc固定液液膜厚度加倍，tR，H，Rd色譜柱柱溫增加，tR；柱溫對H的影響復(fù)雜，R13當(dāng)色譜峰的半峰寬為2mm，保存時間為4.5min，死時間為1min，色譜柱長為2m，記錄儀紙速為2cm/min，計算色譜柱的理論塔板數(shù)，塔板高度以及有效理論塔板數(shù)，有效塔板高度。11200 ，0.18mm；6790，0.29mm14在某色譜分析中得到如下數(shù)據(jù)：保存時間tR=5.0min，死時間t0=1.0min，固定液體積Vs=2.0ml，載氣流速F=50ml/min。計算：1容量因子；2分配系數(shù)；3死體積；4保存體積。 4.0，100，50m

10、l，250ml15用一根2米長色譜柱將兩種藥物A和B別離，實驗結(jié)果如下：空氣保存時間30秒，A與B的保存時間分別為230秒和250秒，B峰峰寬為25秒。求該色譜柱的理論塔板數(shù)，兩峰的別離度。假設(shè)將兩峰完全別離，柱長至少為多少？1600，0.80，7m16用一色譜柱別離A、B兩組分，此柱的理論塔板數(shù)為4200，測得A、B的保存時間分別為15.05min及14.82min。1求別離度；2假設(shè)別離度為1.0時，理論塔板數(shù)為多少？0.25，6720017一氣相色譜柱在Van Deemter方程中A、B、C值各為0.15cm，0.36cm2s-1，4.310-2s。試計算最小塔板高度及最正確流速。0.3

11、99cm，2.85cms-118在2米長的某色譜柱上，分析苯與甲苯的混合物，測得死時間為0.20min，甲苯的保存時間為2.10min及半峰寬為0.285cm，記錄紙速為2cm/min。己知苯比甲苯先流出色譜柱，且苯與甲苯的別離度為1.0。求1甲苯與苯的分配系數(shù)比；2苯的容量因子與保存時間；3到達別離度為6時，柱長至少為多長？=1.15、=8.3、=1.86min、柱長至少為4.5m19有一含有四種組分的樣品，用氣相色譜法FID檢測器歸一化法測定含量，實驗步驟如下：1測相對重量校正因子，準(zhǔn)確配制苯內(nèi)標(biāo)與組分a、b、c及d的純品混合溶液，它們的重量分別為0.435、0.653、0.864、0.8

12、64及1.760g。吸取混合溶液0.2l，進樣三次，測得平均峰面積分別為4.00、6.50、7.60、8.10及15.0。2取樣0.5l，進樣三次，測得平均峰面積分別為3.50、4.50、4.00及2.00。求各種組分的相對重量校正因子，以及各組分的重量百分?jǐn)?shù)。相對重量校正因子：fa=0.924、fb=1.04、fc=0.981、fd=1.08。重量百分?jǐn)?shù)：a=23.1%、b=33.4%、c=28.0%、d=15.4%20用氣相色譜法測定正丙醇中的微量水分，精細(xì)稱取正丙醇50.00g及無水甲醇內(nèi)標(biāo)物0.4000g，混合均勻，進樣5l，在401有機擔(dān)體柱上進展測量，測得水：h=5.00cm，W1

13、/2=0.15cm，甲醇h=4.00cm，W1/2=0.10cm，求正丙醇中微量水的重量百分含量。相對重量校正因子=0.55，=0.58 1.42%21有以下兩組樣品，請分別選擇氣液色譜所需的固定液，并說明組分的流出順序。1三種胺類混合物：一甲胺、二甲胺和三甲胺。分析低分子量的伯、仲、叔胺時，一般采用三乙醇胺作固定液，因為胺類能與三乙醇胺形成氫鍵，三乙醇胺對伯、仲、叔胺有選擇性，一甲胺、二甲胺、三甲胺和氨在20%三乙醇胺和酸洗紅色載體(C-22保溫磚)柱上的出峰順序為：三甲胺沸點3.5、二甲胺沸點7.4和一甲胺(沸點-6.5)，完全是按照形成氫鍵的難易程度排列的，三甲胺因其分子中三個甲基的位阻

14、效應(yīng)，最不容易形成氫鍵，故最先出峰，而一甲胺那么因最易形成氫鍵，被三乙醇胺保存到最后出峰。2苯bp80.1與環(huán)己烷bp80.7的混合物。被別離樣品為極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)的混合物，一般選用極性固定液，這時，非極性物質(zhì)先出峰，極性物質(zhì)后出峰。苯和環(huán)己烷的別離，中選用非極性固定液時，很難將其別離；但假設(shè)選用聚乙二醇-400作固定液，苯的保存時間是環(huán)己烷的3.9倍，選用極性更強的，-氧二丙腈作固定液，苯的保存時間是環(huán)己烷的6.3倍，就很容易將其別離了，這是由于苯具有p電子云構(gòu)造，容易被極化，而環(huán)乙烷不易被極化之故。22用皂膜流量計測定分流管的流速為35.6ml/min，毛細(xì)管柱尺寸為0.25mm12m

15、，t0為1.01min，計算分流比。 1:61Fc=pr2L/t0=3.14(0.025/2)21200/1.01=0.583分流比=Fc/Fw=0.583/35.6=1:6118試述濃度型檢測器和質(zhì)量型檢測器的特點濃度型檢測器的響應(yīng)值和組分的濃度成正比如TCD、ECD；質(zhì)量型檢測器的響應(yīng)值和單位時間內(nèi)進入檢測器某組分的量成正比如FID、FPD。19檢測限的定義及其意義檢測限指檢測器所能給出可觀測的信號時進入檢測池的最小樣品量或濃度，即樣品產(chǎn)生的信號相當(dāng)于噪音信號水平兩倍時的樣品量或濃度，S/N=23。檢測限的意義：檢測限代表了檢測器靈敏度和儀器噪音的綜合水平，是檢測器的諸多性能指標(biāo)中最重要的

16、一個，也是一臺GC檢測能力的總指標(biāo)，是包括了色譜系統(tǒng)、別離機理、色譜柱在內(nèi)的綜合指標(biāo)。20熱導(dǎo)池檢測器和氫火焰離子化檢測器的特點分別是什么？熱導(dǎo)池檢測器的特點：通用型檢測器；非破壞型檢測器；靈敏度較低；線性范圍較寬；濃度型檢測器。氫火焰離子化檢測器的特點：藥物GC分析中應(yīng)用最廣泛的檢測器；非通用型檢測器；破壞型檢測器；靈敏度很高；線性范圍較寬；需要尾吹氣裝置；質(zhì)量型檢測器。21影響熱導(dǎo)池檢測器靈敏度的因素是什么？影響TCD靈敏度的因素：（1） 載氣種類載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，靈敏度越高。通常選擇熱導(dǎo)系數(shù)大的N2和Ar作載氣。（2） 較大的橋電流、較低的池體溫度、具有大的電阻溫度系數(shù)的熱敏

17、元件等，均能提高靈敏度。22什么叫程序升溫？主要適用于何種樣品的分析？其意義何在？程序升溫指在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以到達用最短時間獲得最正確別離的目的。程序升溫主要使用于沸點范圍很寬的混合物，藥物中的多種殘留有機溶媒，天然藥物的成分等復(fù)雜組分的分析。意義：改善別離，縮短分析時間。三、計算題物質(zhì)1和2在一個30.0cm柱上的保存時間分別為16.40和17.63分鐘。不被保存組分通過該柱的時間為1.30分鐘.物質(zhì)1和2的譜峰峰底寬分別為1.11和1.21分鐘，求算以下結(jié)果：1物質(zhì)1和2的別離度；2以物質(zhì)1和2分別計算柱的有效理論塔板數(shù)和塔板高度。解：1別離度的公式為R = 2tR2-tR1/(W1+W2)將數(shù)據(jù)代入得R=217.63-1