儀器分析總習(xí)題及參考答案

1、1、 試述“儀器分析”是怎樣的一類分析方法？有何特點(diǎn)？大致分哪幾類？具體應(yīng)用最廣的是哪兩類？2、 光譜法的儀器通常由哪幾部分組成？它們的作用是什么？光譜法的儀器由光源、單色器、樣品容器、檢測器和讀出器件五部分組成。作用略。3、 請按照能量遞增和波長遞增的順序，分別排列下列電磁輻射區(qū)：紅外線，無線電波，可見光，紫外光，X射線，微波。能量遞增順序：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X射線。波長遞增順序：X射線、紫外光、可見光、紅外線、微波、無線電波。4、 解釋名詞 電磁輻射 電磁波譜 發(fā)射光譜 吸收光譜 熒光光譜 原子光譜 分子光譜 特征譜線電磁輻射電磁輻射是一種以巨大速度通過空間傳播的光量

2、子流，它即有波動性，又具有粒子性電磁波譜將電磁輻射按波長順序排列，便得到電子波譜電子波譜無確定的上下限，實(shí)際上它包括了波長或能量的無限范圍發(fā)射光譜原來處于激發(fā)態(tài)的粒子回到低能級或基態(tài)時，往往會發(fā)射電磁輻射，這樣產(chǎn)生的光譜為發(fā)射光譜吸收光譜物質(zhì)對輻射選擇性吸收而得到的原子或分子光譜稱為吸收光譜熒光光譜在某些情形下，激發(fā)態(tài)原子或分子可能先通過無輻射躍遷過渡到較低激發(fā)態(tài)，然后再以輻射躍遷的形式過渡到基態(tài)，或者直接以輻射躍遷的形式過渡到基態(tài)。通過這種方式獲得的光譜，稱為熒光光譜原子光譜由原子能級之間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為原子光譜分子光譜由分子能級躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子光譜特征譜線由于不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同

3、（核外電子能級不同），其共振線也因此各有其特征。元素的共振線，亦稱為特征譜線。5、 解釋名詞： 靈敏線 共振線 第一共振線 共振線由任何激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的譜線稱為共振線主共振線由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)所產(chǎn)生的譜線；通常是最靈敏線、最后線靈敏線元素的靈敏線一般是指強(qiáng)度較大的譜線，通常具有較低的激發(fā)電位和較大的躍遷幾率。 AAS解釋下列名詞：多普勒變寬、譜線輪廓、光譜通帶、釋放劑、峰值吸收 積分吸收 銳線光源多普勒變寬又稱為熱變寬，它是發(fā)射原子熱運(yùn)動的結(jié)果，主要是發(fā)射體朝向或背向觀察器運(yùn)動時，觀測器所接收到的頻率變高或變低，于是出現(xiàn)譜線變寬。譜線輪廓是譜線強(qiáng)度隨波長（或頻率）分布的曲線。光譜通帶儀器出

4、射狹縫所能通過的譜線寬度。釋放劑當(dāng)欲測元素和干擾元素在火焰中形成穩(wěn)定的化合物時，加入另一種物質(zhì)，使與干擾元素化合，生成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物，從而使待測元素從干擾元素的化合物中釋放出來，這種加入的物質(zhì)稱為釋放劑。峰值吸收采用發(fā)射線半寬度比吸收線半寬度小得多且發(fā)射線的中心與吸收線中心一致的銳線光源，測出峰值吸收系數(shù)，來代替測量積分吸收系數(shù)的方法。6、 試比較原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法有哪些異同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：屬于原子光譜，對應(yīng)于原子的外層電子的躍遷；是線光譜，用共振線靈敏度高，均可用于定量分析不同點(diǎn)：原子發(fā)射光譜法原子吸收光譜法原子熒光光譜法(1)原理 發(fā)射原子線和離子線基

5、態(tài)原子的吸收 自由原子(光致發(fā)光)發(fā)射光譜吸收光譜發(fā)射光譜 (2)測量信號發(fā)射譜線強(qiáng)度吸光度熒光強(qiáng)度 (3)定量公式lgR=lgA + blgc A=kc If=kc (4)光源作用不同使樣品蒸發(fā)和激發(fā)線光源產(chǎn)生銳線連續(xù)光源或線光源 (5)入射光路和檢測光路直線直線直角 (6)譜線數(shù)目可用原子線和原子線(少) 原子線(少)離子線(譜線多)(7)分析對象多元素同時測定單元素單元素、多元素(8)應(yīng)用可用作定性分析 定量分析定量分析(9)激發(fā)方式 光源 有原子化裝置有原子化裝置(10)色散系統(tǒng) 棱鏡或光柵 光柵 可不需要色散裝置(但有濾光裝置)(11)干擾受溫度影響嚴(yán)重溫度影響較小受散射影響嚴(yán)重(1

6、2)靈敏度高中高(13)精密度稍差適中適中7、 為什么空心陰極燈能發(fā)射銳線光譜？答：根據(jù)空心陰極燈的工作原理可知，其發(fā)射的是元素的特征光輻射；由于燈的工作電流一般在幾毫安至幾十毫安，陰極溫度不高，所以Doppler變寬效應(yīng)不明顯，自吸現(xiàn)象??；燈內(nèi)氣體壓力很低，Lorentz變寬也可忽略；因此，在正常工作條件下，空心陰極燈發(fā)射出半寬度很窄的特征譜線。8、 簡述常用原子化器的類型及其特點(diǎn)。答：原子化器主要有以下幾類：（1）火焰原子化器：火焰原子化器操作簡單，火焰穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，精密度高，應(yīng)用范圍廣，但它的霧化效率低；（2）無火焰原子化器：如石墨爐原子化器，它的原子化程度高，試樣用量少（1-100L

7、），可測固體及粘稠試樣，靈敏度高，檢測極限可達(dá)10-12g 10-14g ，但其精密度差，測定速度慢，操作不夠簡便，裝置復(fù)雜。（3）其它：如汞低溫原子化法、氫化物原子化法，其檢出限低，選擇性好，干擾少。9、 原子吸收光譜分析的光源應(yīng)當(dāng)符合哪些條件？為什么？答：原子吸收光譜分析的光源應(yīng)當(dāng)符合下列條件：（1）發(fā)射譜線的寬度窄（銳線）；（2）發(fā)射譜線的強(qiáng)度大，背景??；（3）穩(wěn)定性好；（4）燈的壽命長。10、 簡述石墨爐原子化器的升溫程序及作用。答：石墨爐的升溫程序及各步驟的作用如下：（1）干燥蒸發(fā)樣品中溶劑或水分；（2）灰化除去樣品比分析元素化合物易揮發(fā)的基體物質(zhì)；（3）原子化使分析元素化合物離解成

8、原子；（4）凈化除去殘留的雜質(zhì)。11、 關(guān)于火焰原子吸收光譜測量條件的選擇原則是什么？分析線：通常選擇共振線，往往也是靈敏線。有成熟方法參考。HCL燈電流：預(yù)熱。保證光強(qiáng)的情況下使用低電流。20mA火焰：乙炔焰干擾分析線在220nm以下測定（背景吸收）；氧化亞氮焰高溫還原性，適用易生成難解離化合物的元素；低溫焰（氫、煤氣）適用易電離元素。燃燒器高度：元素不同，原子化區(qū)在火焰中分布不同。上下調(diào)節(jié)高度至A值最大時為止。狹縫：如果分析線沒有鄰近的非共振線干擾或背景小，選擇寬狹縫（方法： 調(diào)大S至A值大到會減?。?，可提高信噪比。同時選擇小的增益降低噪。12、 石墨爐原子化比火焰原子化靈敏度高的主要原因

9、是（ ）A 原子蒸氣密度大；B原子化溫度高；C試樣量多； D 有凈化步驟13、 空心陰極燈中引起發(fā)射線變寬的主要因素是（ ）A 多普勒變寬；B壓力變寬；C場致變寬。D 自然變寬14、 預(yù)混合火焰的結(jié)構(gòu)可分為四個區(qū)域, 火焰光譜法中最重要的觀察區(qū)是（ ）A第一反應(yīng)區(qū)； B第二反應(yīng)區(qū)； C中間區(qū) ；D 外區(qū)15、 下面（ ）是AAS中常用的排除干擾的方法1.使用基體改進(jìn)劑、釋放劑、保護(hù)劑 2.加消電離劑 3.塞曼效應(yīng)校正背景 4.梯度洗脫 5.老化 6.低溫原子化16、 用原子吸收法測定元素M時。由未知試樣得到的吸光度為0.435，若9毫升試樣中加入1毫升100mgL-1的M標(biāo)準(zhǔn)溶液，測得該混合液

10、吸光度為0.835問未知試液中M的濃度是多少？解：標(biāo)準(zhǔn)加入法解得cx=9.81mgL-117、 測定血漿中Li的濃度，將兩份均為0.430mL血漿分別加入到5.00mL水中，然后向第二份溶液加入20.0L 0.0430mol/L的LiCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。在原子吸收分光光度計(jì)上測得讀數(shù)分別為0.230和0.680，求此血漿中Li得濃度（以g/mLLi表示） 7.08g/mL18、 原子吸收光譜測定水樣中Co得濃度。分別吸取水樣10.0mL于50mL容量瓶中，然后向各容量瓶中加入不同體積的6.00g/mL Co 標(biāo)準(zhǔn)溶液，并稀釋至刻度，在同樣條件下測定吸光度，由下表數(shù)據(jù)用作圖法求得水樣中Co的濃度。 溶

11、液數(shù)水樣體積/mLCo標(biāo)液體積/mL稀釋最后體積/mL吸光度123456010.010.010.010.010.00 010.0 20.030.040.050.0 50.050.050.0 50.0 50.00.042 0.2010.2920.3780.4670.55410.9g/mLUV19、 試比較原子吸收分光光度法與紫外-可見分光光度法有哪些異同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：二者都為吸收光譜，吸收有選擇性，主要測量溶液，定量公式：A=kc，儀器結(jié)構(gòu)具有相似性不同點(diǎn)：原子吸收光譜法紫外可見分光光度法(1) 原子吸收 分子吸收(2) 線性光源 連續(xù)光源(3) 吸收線窄，光柵作色散元件 吸收帶寬，光柵或棱鏡

12、作色散元件(4) 需要原子化裝置(吸收池不同) 無(5) 背景常有影響，光源應(yīng)調(diào)制(6) 定量分析定性分析、定量分析(7) 干擾較多，檢出限較低干擾較少，檢出限較低 20、 分別畫出原子吸收光譜儀和紫外可見分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)方框圖，比較兩者的不同點(diǎn)，并說明為什么有這些不同。答：原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)方框圖如下：銳線光源原子化器單色器檢測器紫外可見分光光度儀的結(jié)構(gòu)方框圖如下：光源單色器樣品池檢測器最主要區(qū)別：原子吸收光譜儀的單色器位于原子化器（樣品）與檢測器之間，而紫外可見光度計(jì)的單色器位于光源與樣品池之間。一方面，由于火焰原子化器本身是一強(qiáng)發(fā)射光源和熱源，如果與檢測器靠近，容易造成檢測器飽和，在中

13、間置入單色器可以避免這種情況出現(xiàn)，也可以減小雜散光進(jìn)入檢測器；另一方面，紫外光源所使用的波段的波長比較短，其能量很高，如直接照射到樣品上，容易造成樣品分解（測定對象多為有機(jī)物），通過單色器后再照射到樣品可減弱這種影響，同時，其吸收池本身并不發(fā)光發(fā)熱，因此沒有火焰吸收法中對造成檢測器影響的問題。21、 試比較雙光束和雙波長分光光度法在儀器結(jié)構(gòu)上有何不同，雙波長分光光度法的原理是什么？答：(1) 雙光束分光光度計(jì)，在單色器的后面放置一切光器，將光分為兩路強(qiáng)度相同的兩部分，分別通過參比和樣品溶液測定。雙波長分光光度計(jì)，將同一光源發(fā)出的輻射通過兩個單獨(dú)調(diào)節(jié)的單色器，產(chǎn)生兩條不同波長的光，分別進(jìn)行測定。

14、 (2)由于雙波長分光光度計(jì)采用統(tǒng)一光源，調(diào)節(jié)儀器使兩波長處光強(qiáng)度相等，則兩波長處吸光度之差為A= A2 A1 = (2 1)bc即輸出信號A濃度c成正比消除了參比溶液和樣品溶液組成不同帶來的誤差。22、 與紫外分光光度計(jì)比較，熒光分光光度計(jì)有何不同。答：光源：激發(fā)光源強(qiáng)度比吸收測量中的光源強(qiáng)度大。單色器：兩個單色器，激發(fā)單色器和發(fā)射單色器。檢測器：熒光強(qiáng)度很弱，檢測器有較高的靈敏度。試樣池：熒光分析中要求用石英材料。由于熒光強(qiáng)度與透過光強(qiáng)度相比小得多，在測量熒光時必須嚴(yán)格消除透過光的影響，在測量熒光計(jì)的儀器中，是在與入射光和透過光垂直的方向上來測量熒光。（熒光光度計(jì)有兩個單色器，且入射光路與

15、檢測系統(tǒng)的光路垂直。）23、 名詞解釋：K帶，紅移，生色團(tuán)，助色團(tuán)K吸收帶：不飽和有機(jī)物中 躍遷引起的紫外強(qiáng)吸收，不飽和有機(jī)物共軛體系越大K帶長移越厲害。紅移和紫移：在分子中引入的一些基團(tuán)或受到其它外界因素影響，吸收峰向長波方向(紅移)或短波方向(藍(lán)移)移動的現(xiàn)象。生色團(tuán)：分子中含有非鍵或p鍵的電子體系，能吸收外來輻射時并引起pp*和np*躍遷，可產(chǎn)生此類躍遷或吸收的結(jié)構(gòu)單元，稱為生色團(tuán)。主要的生色團(tuán)有C=O、N=N、N=O等。助色團(tuán)：含有孤對電子(非鍵電子對)，可使生色團(tuán)吸收峰向長波方向移動并提高吸收強(qiáng)度的一些官能團(tuán)，稱之為助色團(tuán)，如OH、OR、NHR、SH、Cl、Br、I等。 24、 如何

16、區(qū)別紫外吸收光譜中的n-* 和 -*躍遷？答：（1）它們的摩爾吸收系數(shù)差異很大，故可用摩爾吸收系數(shù)不同加以區(qū)別；（2）可以在不同極性溶劑中測定最大吸收波長，觀察紅移或紫移，隨溶劑的極性增加n-*躍遷發(fā)生蘭移和-*躍遷紅移，以區(qū)別這兩種躍遷類型。25、 下面化合物中含生色團(tuán)的是（ ）1.CH3CH2OH 2.CH3CH2NH2 3.CH3CCl3 4.CH3CH2COOH 5.CH2CHCHCH226、 在UVVis定量分析中，為確保結(jié)果準(zhǔn)確，須（ ）1.射線須單色光 2.測定溶液須稀溶液 3.測定波長應(yīng)選擇吸收曲線平滑區(qū) 4.吸收度A讀數(shù)宜在0.20.8之間 5選擇銳線光源 27、 關(guān)于吸收系

17、數(shù)K的論述正確的是（ ）1.吸收物質(zhì)不同，K也不同 2.隨入射波長的變化而變化 3.與溫度有關(guān) 4.其單位表示方法依賴于溶液濃度的表示方法28、 物質(zhì)與電磁輻射相互作用后，產(chǎn)生紫外可見吸收光譜，其躍遷過程為（ ）A分子的振動能級躍遷；B分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷；C分子的電子能級躍遷；29、 某非水溶性化合物，在200nm250nm有吸收，當(dāng)測定其紫外可見光譜時，應(yīng)選用的溶劑為（）A.CH3-CH2-CH2-CH3 B.CH3-CH2-OHC.CH2CH-CH2-CHCH2D.CH3-CHCH-CHCH-CH330、 在紫外可見光譜中，以下四種躍遷所需能量最大的是（）A. s-s*； B. n-s*；

18、 C. p-p*； D. n-p*31、 分子能發(fā)生n*躍遷，為227nm(為900)。試問：若在酸中測量時，該吸收峰會怎樣變化？為什么？n*躍遷產(chǎn)生的吸收峰消失32、 某化合物的為305nm，而為307nm。試問：引起該吸收的是n*還是*躍遷？為*躍遷引起的吸收帶33、 若在下列情況下進(jìn)行比色測定，試問：各應(yīng)選用何種顏色的濾光片？(1) 藍(lán)色的Cu()NH3配離子； (2) 紅色的Fe()CNS配離子；(3) Ti()溶液中加入H2O2形成黃色的配離子。(1)黃色；（2）藍(lán)綠色；（3）藍(lán)色34、 排列下列化合物的及的順序：乙烯、1,3,5己三烯、1,3丁二烯。1,3,5己三烯 1,3丁二烯

19、乙烯35、 紫羅蘭酮有兩種異構(gòu)休，a-異構(gòu)體的吸收峰在228nm(e =14 000)，而b-異構(gòu)體吸收峰在296nm(e=11 000)。試指出這兩種異構(gòu)體分別屬于下面結(jié)構(gòu)中的哪一種？ 解：共軛體系，吸收峰向長波長方向移動，因此結(jié)構(gòu)I為-異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)II為-異構(gòu)體36、 已知某Fe()絡(luò)合物，其中鐵濃度為0.5gmL-1，當(dāng)吸收池厚度為lcm時，百分透光率為80%。試計(jì)算：（1）溶液的吸光度；（2）該絡(luò)合物的表觀摩爾吸光系數(shù)；（3）溶液濃度增大一倍時的百分透光率；（4）使（3）的百分透光率保持為80%不變時吸收池的厚度。解：已知b=1cm, T=80%, c=0.5gmL-1 則molL-1

20、 (1)A= lgT= lg0.80=0.0969 (2)由A=bc得到：Lmol-1cm-1(3)c2=2c, A2=2A=0.1938 即lgT2=0.1938, T2=0.640 (4)A3= lgT3= lg0.80=0.0969, c3=2c, 則A3=A, b3=b/2 cmIR37、 試說明什么是基團(tuán)頻率和“指紋區(qū)”？各有什么特點(diǎn)和作用？答：組成分子的各種原子基團(tuán)都有自己的特征紅外吸收的頻率范圍和吸收峰，稱這些能用于鑒定原子基團(tuán)存在并有較高強(qiáng)度的吸收峰為特征峰，其相應(yīng)的頻率稱為特征頻率或基團(tuán)頻率。“指紋區(qū)”：在1300 cm-1600 cm-1（7.7mm16.7mm）范圍的光譜

21、區(qū)，分子構(gòu)型和結(jié)構(gòu)的微小差別，都可引起吸收峰分布的明顯改變。這一區(qū)域內(nèi)的光譜對于分子來說就好像“指紋”對人一樣，具有各自獨(dú)特的特征。基團(tuán)頻率：有一定的范圍，吸收峰較強(qiáng)，用于鑒定原子基團(tuán)的存在指紋區(qū)：分子構(gòu)型和結(jié)構(gòu)的微小差別，會引起吸收峰分布的明顯改變，可用于區(qū)分化合物的精細(xì)結(jié)構(gòu)38、 有一種苯的氯化物在900660cm-1區(qū)域沒有吸收峰，它的可能結(jié)構(gòu)是什么？答：C6Cl6 (六六六)39、 下面兩個化合物的紅外光譜有何不同？（a） (b) 答：紅外光譜不同點(diǎn)：(a)3300cm-1，N-H伸縮振動（寬且強(qiáng)），CH2-伸縮振動峰，苯環(huán)骨架振動峰(1600cm-1附近)，一取代指紋峰(770730

22、, 710690cm-1) (b)1680cm-1, C=O強(qiáng)伸縮振動峰，甲基的伸縮振動峰(2928cm-1)40、 某化合物分子式為C5H8O，有下面的紅外吸收帶：3 020 ，2 900，1 690和1 620 cm-1；在紫外區(qū)，它的吸收峰在227nm處（e=104）。試提出一個結(jié)構(gòu)，并說明它是否是唯一可能的結(jié)構(gòu)。答：，否41、 指出紅外吸收特征基團(tuán)頻率按波數(shù)從高到低的順序：1.X-H伸縮振動區(qū)； 2.三鍵和累積雙鍵的伸縮振動區(qū)； 3.雙鍵伸縮振動區(qū)； 4.其他單鍵伸縮振動5.X-H變形振動區(qū) A:1,2,3,4,5; 42、 判斷某物質(zhì)中官能團(tuán)的IR吸收峰峰強(qiáng)弱主要考慮官能團(tuán)的（ ）1

23、.化學(xué)鍵的力常數(shù) 2.鍵兩端原子的折合質(zhì)量 3. 偶基距變化即極性大小 4.鍵兩端原子振動形式 5.基本振動數(shù)GC43、 假如一個溶質(zhì)的分配比為0.2，則它在色譜柱的流動相中的百分率是多少？ k = ns/nm=0.2 nm= 5nsnm/n100% = nm/(nm+ns)100% = 83.3%44、 對某一組分來說，在一定的柱長下，色譜峰的寬或窄主要決定于組分在色譜柱中的A保留值 B擴(kuò)散速度 C分配比 D理論塔板數(shù)B.擴(kuò)散速度色譜峰的寬窄主要與色譜動力學(xué)因素有關(guān)。45、 載體填充的均勻程度主要影響A渦流擴(kuò)散相 B分子擴(kuò)散 C氣相傳質(zhì)阻力 D液相傳質(zhì)阻力A 范氏方程中渦流擴(kuò)散相A=2dp，

24、為填充不規(guī)則因子。46、 若在1m長的色譜柱上測得分離度為0.68，要使它完全分離，則柱長至少應(yīng)為多少米？ L2=(R2/R1)2 L1 完全分離R2=1.5L2=(1.5/0.68)21=4.87(m)47、 在2m長的色譜柱上，測得某組分保留時間（tR）6.6min，峰底寬（Y）0.5min，死時間（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量計(jì)測得載氣體積流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL，求：(提示：流動相體積，即為死體積)（1） 分配容量k （2） 死體積Vm （3） 調(diào)整保留時間 （4） 分配系數(shù)（5） 有效塔板數(shù)neff（6） 有效塔板高度Heff(1)分配比k =

25、tR/tm = (6.6-1.2)/1.2=4.5(2) 死體積Vm = tmoFc = 1.240 = 48mL(3) 調(diào)整保留時間 VR= (tR-tm) oFc = (6.6-1.2)40 = 216mL(4) 分配系數(shù)K=ko=(Vm/Vs)=4.5(48/2.1)=103(4) 有效塔板數(shù)neff = 16( tR/Y)2=16(6.6-1.2)2=1866(5) 有效塔板高度Heff =L/neff=21000/1866=1.07mm 48、 已知組分A和B的分配系數(shù)分別為8.8和10，當(dāng)它們通過相比=90的填充時，能否達(dá)到基本分離（提示：基本分離Rs=1）= KB/KA = 10

26、/8.8 = 1.14k = KB/= 10/90 = 0.11由基本分離方程式可推導(dǎo)出使兩組分達(dá)到某一分離度時，所需的理論塔板數(shù)為nB = 16Rs2/(-1)2(1 + kB)/kB2=16121.14/(1.14 - 1)2(1 + 0.11)/0.112=1666.31101.83 = 1.08105因?yàn)橛?jì)算出的n比較大，一般填充柱不能達(dá)到，在上述條件下，A、B不能分離。49、 某一色譜柱從理論上計(jì)算得到的理論塔板數(shù)n很大，塔板高度H很小，但實(shí)際上分離效果卻很差，試分析原因。理論塔板數(shù)n是通過保留值來計(jì)算的，沒考慮到死時間的影響，而實(shí)際上死時間tm對峰的影響很大，特別是當(dāng)k3時，以導(dǎo)致

27、扣除死時間后計(jì)算出的有效塔板數(shù)neff很小，有效塔板高度Heff很大，因而實(shí)際分離能力很差。50、 根據(jù)Van Deemter方程，推導(dǎo)出A、B、C常數(shù)表示的最佳線速uopt和最小板高Hmin。Van Deemter最簡式為：H = A + B/u + Cu （1）將上式微分得：dH/du = -B/u2 + C = 0 （2）最佳線速：uopt=（B/C）1/2 （3）將（3）式代入（1）式的最小板高：Hmin = A + 2(BC)1/251、 色譜定量分析時，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)

28、，在同一條件下，產(chǎn)生的信號是不一樣的（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)生的信號也是不一樣的因此，為使產(chǎn)生的響應(yīng)信號（測出的峰面積）能定量代表物質(zhì)的含量，就要對峰面積進(jìn)行校正，即在定量計(jì)算時要引入校正因子。52、 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)算和評價柱效的參數(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

29、，從動力學(xué)基礎(chǔ)上較好解釋影響板高的各種因素，對選擇合適的操作條件具有指導(dǎo)意義根據(jù)三個擴(kuò)散方程對塔板高度H的影響，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)。53、 用熱導(dǎo)池檢測器時，為什么常用H2和He作載氣而不常用氮?dú)庾鬏d氣？根據(jù)熱導(dǎo)池檢測器的檢測原理，載氣與待測組分的導(dǎo)熱系數(shù)相差愈大，則靈敏度愈高，有一般組分的導(dǎo)熱系數(shù)都比較小，而氫氣、氦氣導(dǎo)熱系數(shù)最大，0時， ，故選用熱導(dǎo)系數(shù)大的H2和He作載氣，靈敏度比較高。另外載氣熱導(dǎo)系數(shù)大，在相同的橋電路電流下，熱絲溫

30、度較低，橋電流可以升高。如果用氮?dú)庾鬏d氣，除了由于氮和被測組分導(dǎo)熱系數(shù)差別小(0時 )使熱導(dǎo)池檢測靈敏度低以外，還常常由于二元體系導(dǎo)熱系數(shù)呈非線性等原因，有時會出現(xiàn)不正常的色譜峰如倒峰，峰等。54、 在使用火焰光度檢測器時，為什么要保持富氫火焰？所謂的富氫火焰指供給的氫氣量遠(yuǎn)超過化學(xué)計(jì)量，即H2:O23：1，根據(jù)火焰光度檢測器檢測硫、磷的機(jī)理，有相當(dāng)濃度的氫存在才能使SO2還原成S，還原的S在390生成激發(fā)態(tài)的硫分子S*，返回基態(tài)時發(fā)射出350-430nm的特征光譜。磷需要在富氫火焰還原成化學(xué)發(fā)光的HPO，因此在使用火焰光度檢測器首先要保證火焰為富氫火焰，否則無激發(fā)光譜產(chǎn)生，靈敏度很低，無法檢

31、測。55、 在氣相色譜分析中為了測定下面組分，宜選用哪種檢測器？為什么？（1）蔬菜中含氯農(nóng)藥殘留量；（2）測定有機(jī)溶劑中微量水（3）痕量苯和二甲苯的異構(gòu)體；（4）啤酒中微量硫化物（1）蔬菜中含氯農(nóng)藥殘留量選用電子捕獲檢測器，因?yàn)楦鶕?jù)檢測機(jī)理電子捕獲檢測器對含有電負(fù)性化合物有高的靈敏度。殘留含氯農(nóng)藥是含有電負(fù)性化合物，選用電子捕獲檢測器。（2）溶劑中微量水選用熱導(dǎo)池檢測器檢測，因?yàn)闊釋?dǎo)池檢測器是通用型檢測器，只要有導(dǎo)熱能力的組分均可測定，故可測定微量水。（3）痕量苯和二甲苯的異構(gòu)體可用氫火焰離子化檢測器，因?yàn)闅浠鹧骐x子化檢測器對含C、H元素的有機(jī)化合物有高的響應(yīng)信號，特別適合。（4）啤酒中微量硫

32、化物選用火焰光度檢測器，因?yàn)榛鹧婀舛葯z測器是只對硫、磷有響應(yīng)信號，而且靈敏度高。56、 如何選擇氣液色譜的固定液？答：對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，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液分子間形成氫

33、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)。57、 GC工作條件如何選擇：(1)柱長的選擇 固然增加柱長可使理論塔板數(shù)增大，但同時使峰寬加大，分析時間延長。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，確定柱長是否適宜。 (2)載氣及其流速的選擇當(dāng)載氣線速度較小時，宜選擇相對分子量較大的

34、載氣；當(dāng)載氣線速度較大時，宜選擇相對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?，但以保留時間適宜，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。

35、(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 mL58、 在氣液色譜中，色譜柱的使用上限溫度取決于：A樣品中沸點(diǎn)最高組分的沸點(diǎn) B樣品中各組分沸點(diǎn)的平均值 C固定液的沸點(diǎn) D固定液的最高使用溫度D 色譜柱的上限溫度如果超過固定液的最高使用溫度就會出現(xiàn)固定液流失、污染檢測器，使基線不穩(wěn)而無法工作。59、 氣相色譜測定樣品中乙酸乙酯，丙酸甲酯，正丁酸甲酯的色譜數(shù)據(jù)見下表，死時間為0.6m

36、in。組分乙酸甲酯 丙酸甲酯正丁酸甲酯保留時間tR(min)2.724.929.23峰面積18.143.629.9相對校正因子fis0.600.780.88 (1)計(jì)算每種組分的含量。(2) 根據(jù)碳數(shù)規(guī)律，預(yù)測正戊酸甲酯的保留時間。（1）用歸一化法計(jì)算各組分的含量mi%=Aifis/(A1fis+Aifis+Anfns)100mi乙酸甲酯（%）=18.10.60/（18.10.60 + 43.60.78 + 29.90.88）100 = 15.25（2）碳數(shù)規(guī)律：lgtR = A1n + C1乙酸乙酯 n=3，lgtR乙 = lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6) = 0.326丙酸

37、甲酯n=4，lgtR丙 = lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6) = 0.635正丁酸甲酯n=5，lgtR丁 = lg(tR-tm) = lg(9.23-0.6) = 0.936 根據(jù)丙酸甲酯、正丁酸甲酯的數(shù)據(jù)0.635 = 4A1 + C10.936 = 5A1 + C1解方程的A1 = 0.301 C1=-0.596正戊酸甲酯有6個碳 n = 6lgtR戊 = 60.301 - 0.569 = 1.237tR戊=17.26 tR = tR + tm = 17.26 + 0.6 = 17.86(min)60、 分別精密稱取維生素E標(biāo)準(zhǔn)品和供試樣品各0.1998g和 0.2011g

38、，置棕色具塞錐形瓶中，分別精密加入1.0mg/ml正三十二烷的正己烷溶液10ml，密塞，振搖使溶解，分別取1ul注入GC儀。測得對照品瓶中正三十二烷和維生素E峰面積為797469和297456vs；測得供試品瓶中正三十二烷和維生素E的峰面積為805741和296513vs。計(jì)算本品維生素E含量。解1：（公式4分；其他步驟各2分。）mi/ms=F*Ai/As先求F= (0.1998/292456)/10/797469)=0.053566再求mi= ms* F*Ai/As=10*0.053566*296513/805741=0.1972mg組分mi/ W樣0.1972/0.201198.0解2：（

39、公式4分；其他步驟各2分。）K1=297456/797469=0.3730； K2=296513/805741=0.3680m對0.1998mg；W樣0.2011mg組分(0.3680/0.3730)*(0.1988/0.2011)*100%=98.0HPLC61、 高效液相色譜是如何實(shí)現(xiàn)高效、快速、靈敏的？氣相色譜理論和技術(shù)上的成就為液相色譜的發(fā)展創(chuàng)造條件，從它的高效、高速和高靈敏度得到啟發(fā)，采用5-10m微粒固定相以提高柱效，采用高壓泵加快液體流動相的流速；設(shè)計(jì)高靈敏度、死體積小的紫外、熒光等檢測器，提高檢測靈敏度，克服經(jīng)典液相色譜的缺點(diǎn)，從而達(dá)到高效、快速、靈敏62、 簡述液相色譜中引起

40、色譜峰擴(kuò)展的主要因素，如何減少譜帶擴(kuò)張，提高柱效？液相色譜中引起色譜峰擴(kuò)展的主要因素為渦流擴(kuò)散、流動相傳質(zhì)、停留流動相傳質(zhì)及柱外效應(yīng)。在液相色譜中要減少譜帶擴(kuò)張，提高柱效，要減少填料顆粒直徑，減小填料孔穴深度，提高裝填的均勻性，采用低黏度溶劑作流動相，流速盡可能低，同時要盡可能采用死體積較小的進(jìn)樣器、檢測器、接頭和傳輸管線等63、 流動相為什么要脫氣？常用的脫氣方法有拿幾種？流動相中溶解氣體存在以下幾個方面的害處（1）氣泡進(jìn)入檢測器，引起光吸收或電信號的變化，基線突然跳動，干擾檢測；（2）溶解在溶劑中的氣體進(jìn)入色譜柱時，可能與流動相或固定相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（3）溶解氣體還會引起某些樣品的氧化降解，對分離和分析結(jié)果帶來誤差。因此，使用前必須進(jìn)行脫氣處理。常用的脫氣法有以下幾種： （1）加熱脫氣法；（2）抽吸脫氣法（3）吹氦脫氣法；（4）超聲波振蕩脫氣法。64、 如何根據(jù)試樣選擇HPLC的分離類型。揮發(fā)性：揮發(fā)性高，采用GC；難揮發(fā)，采用HPLC。分子量：大于2000，凝膠色譜；小于2000，其他色譜。小于200， GC。溶解度：溶于非極性溶劑，吸附或正相色譜；溶于水相，反相色譜。離解否：酸堿離子型，離子、離子對、離子交換色譜；中性非離子，反相鍵合相色譜；離子和非離子：反相離子對色譜。結(jié)構(gòu)性：同系物，吸附、鍵合相色譜；同分異構(gòu)體：硅膠吸附色譜；對映異構(gòu)體：手性柱；