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(cè)限 死體積 別離度 程序升溫 保存溫度 分流進(jìn)樣 分流比 線性分流 相對(duì)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(jiǎn)述范氏方程在氣相色譜中的表達(dá)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(duì)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(dòng)相最正確流速。2當(dāng)流速較小時(shí)，可以選擇相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣如N2，Ar，而當(dāng)流速較大時(shí)，應(yīng)該選擇

2、相對(duì)分子質(zhì)量較小的載氣如H2，He，同時(shí)還應(yīng)該考慮載氣對(duì)不同檢測(cè)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(shí)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(jìn)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(duì)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(jìn)樣速度要快，進(jìn)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(shí)際別離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K一樣時(shí)，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(jiǎn)述各局部的作用。載氣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測(cè)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(jìn)樣系統(tǒng)作用是將液體或固體試樣，在進(jìn)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(chǎng)所。溫控系統(tǒng)控制氣化室、柱箱和檢測(cè)器的溫度檢測(cè)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(hào)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(shí)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(qiáng)。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(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次序先后流出色譜柱，沸點(diǎn)低的先出峰，沸點(diǎn)高的后出峰。(2)別離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時(shí)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(shí)，一般選用極性固定液，這時(shí)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(duì)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(shí)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(duì)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(duì)固定液的大致的選擇原那么，應(yīng)用時(shí)有一定的局限性。事實(shí)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(shí)踐。7說明氫焰、熱導(dǎo)以及電子捕獲檢測(cè)器各屬于哪種類型的檢測(cè)器，它們的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用范圍。氫焰檢測(cè)器為質(zhì)量型檢測(cè)器，具有靈敏度高、響應(yīng)快、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，是目前最常用的檢測(cè)器之一，但對(duì)在氫焰中不電離的無機(jī)化合物不能檢測(cè)。熱導(dǎo)檢測(cè)器為濃度型檢測(cè)器，其特點(diǎn)為對(duì)任何氣體均可產(chǎn)生響應(yīng)，通用性好，線性范圍寬、價(jià)格廉價(jià)、應(yīng)用范圍廣。但靈敏度較低。電子捕獲檢測(cè)器為濃度型檢測(cè)器，具靈敏度高、選擇性好

6、的特點(diǎn)。是目前分析痕量電負(fù)性有機(jī)化合物最有效的檢測(cè)器。但對(duì)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(shí)，B/u占主要，選擇分子量大的載氣如N2，使組分的擴(kuò)散系數(shù)?。划?dāng)u較大時(shí)，Cu占主要，選擇分子量小的載氣H2，減小傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu。高沸點(diǎn)混合物分析選擇柱溫可低于沸點(diǎn)100150低沸點(diǎn)混合物選擇低于平均沸點(diǎn)50至平均沸點(diǎn)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(cè)物質(zhì)的量與其蜂面積的正比關(guān)系。但是由于同一檢測(cè)器對(duì)不同的物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，所以兩

7、個(gè)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(jì)算物質(zhì)的含量。為了使檢測(cè)器產(chǎn)生的響應(yīng)訊號(hào)能真實(shí)地反映出物質(zhì)的含量，就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)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(jiǎn)易的方法。適合于進(jìn)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(cè)定試樣中某幾個(gè)組份，或試樣中所有組份不可能全部出峰時(shí)，可采用內(nèi)標(biāo)法。C歸一化法：適合于進(jìn)樣量很少而其體積不易準(zhǔn)確測(cè)量的液體樣品。10毛細(xì)管柱氣相色譜有什么特點(diǎn)？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(shí)現(xiàn)氣質(zhì)聯(lián)用，應(yīng)用范圍廣

8、等特點(diǎn)。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(shí)，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(shí)，當(dāng)分別改變以下操作條件之一時(shí)，推測(cè)一下對(duì)tR、H、R的影響忽略檢測(cè)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(duì)H的影響復(fù)雜，R13當(dāng)色譜峰的半峰寬為2mm，保存時(shí)間為4.5min，死時(shí)間為1min，色譜柱長為2m，記錄儀紙速為2cm/min，計(jì)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(shí)間tR=5.0min，死時(shí)間t0=1.0min，固定液體積Vs=2.0ml，載氣流速F=50ml/min。計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：空氣保存時(shí)間30秒，A與B的保存時(shí)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(cè)得A、B的保存時(shí)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(shí)，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(jì)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(cè)得死時(shí)間為0.20min，甲苯的保存時(shí)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(shí)間；3到達(dá)別離度為6時(shí)，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(cè)器歸一化法測(cè)定含量，實(shí)驗(yàn)步驟如下：1測(cè)相對(duì)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(jìn)樣三次，測(cè)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(jìn)樣三次，測(cè)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(duì)重量校正因子，以及各組分的重量百分?jǐn)?shù)。相對(duì)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(cè)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(jìn)樣5l，在401有機(jī)擔(dān)體柱上進(jìn)展測(cè)量，測(cè)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(duì)重量校正因子=0.55，=0.58 1.42%21有以下兩組樣品，請(qǐng)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(shí)，一般采用三乙醇胺作固定液，因?yàn)榘奉惸芘c三乙醇胺形成氫鍵，三乙醇胺對(duì)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?yàn)椋喝装贩悬c(diǎn)3.5、二甲胺沸點(diǎn)7.4和一甲胺(沸點(diǎn)-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(gè)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(shí)，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(shí)，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(shí)間是環(huán)己烷的3.9倍，選用極性更強(qiáng)的，-氧二丙腈作固定液，苯的保存時(shí)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(jì)測(cè)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(jì)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(cè)器和質(zhì)量型檢測(cè)器的特點(diǎn)濃度型檢測(cè)器的響應(yīng)值和組分的濃度成正比如TCD、ECD；質(zhì)量型檢測(cè)器的響應(yīng)值和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器某組分的量成正比如FID、FPD。19檢測(cè)限的定義及其意義檢測(cè)限指檢測(cè)器所能給出可觀測(cè)的信號(hào)時(shí)進(jìn)入檢測(cè)池的最小樣品量或濃度，即樣品產(chǎn)生的信號(hào)相當(dāng)于噪音信號(hào)水平兩倍時(shí)的樣品量或濃度，S/N=23。檢測(cè)限的意義：檢測(cè)限代表了檢測(cè)器靈敏度和儀器噪音的綜合水平，是檢測(cè)器的諸多性能指標(biāo)中最重要的

16、一個(gè)，也是一臺(tái)GC檢測(cè)能力的總指標(biāo)，是包括了色譜系統(tǒng)、別離機(jī)理、色譜柱在內(nèi)的綜合指標(biāo)。20熱導(dǎo)池檢測(cè)器和氫火焰離子化檢測(cè)器的特點(diǎn)分別是什么？熱導(dǎo)池檢測(cè)器的特點(diǎn)：通用型檢測(cè)器；非破壞型檢測(cè)器；靈敏度較低；線性范圍較寬；濃度型檢測(cè)器。氫火焰離子化檢測(cè)器的特點(diǎn)：藥物GC分析中應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)器；非通用型檢測(cè)器；破壞型檢測(cè)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(cè)器。21影響熱導(dǎo)池檢測(cè)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(gè)分析周期內(nèi)柱溫隨時(shí)間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以到達(dá)用最短時(shí)間獲得最正確別離的目的。程序升溫主要使用于沸點(diǎn)范圍很寬的混合物，藥物中的多種殘留有機(jī)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(shí)間。三、計(jì)算題物質(zhì)1和2在一個(gè)30.0cm柱上的保存時(shí)間分別為16.40和17.63分鐘。不被保存組分通過該柱的時(shí)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(jì)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