17氣相色譜法習(xí)題答案.doc

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 分離度 程序升溫 保留溫度 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說出下列縮寫的中文名稱：TCD FID ECD TID FPD WCOT柱 PLOT柱 SCOT柱 FSOT柱 3色譜圖上的一個(gè)色譜圖可用哪些參數(shù)描述？這些參數(shù)各有什么意義？4簡述范氏方程在氣相色譜中的表達(dá)式以及在分離條件選擇中的應(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)相最佳流速。（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。在使最難分離組分能盡可能好的分離的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保留時(shí)間適宜，峰形不拖尾為度。（4）固定液用量：擔(dān)體表面積越大，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)體表面積要大，表面和孔徑均勻。粒度要求均勻、細(xì)?。ǖ灰诉^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。6某色譜柱理論塔板數(shù)很大，是否任何兩種難分離的組分一定能在該柱上分離？為什么？柱效不能表示被分離組分實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí)，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。7氣相色譜儀主要包括哪幾部分？簡述各部分的作用。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)的作用是獲得純凈、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，組分分離的場(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。8在氣相色譜中，如何選擇固定液、柱溫和載氣？解：樣品混合物能否在色譜上實(shí)現(xiàn)分離，主要取決于組分與兩相親和力的差別，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)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)次序先后流出色譜柱，沸點(diǎn)低的先出峰，沸點(diǎn)高的后出峰。(2)分離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時(shí)試樣中各組分主要按極性順序分離，極性小的先流出色譜柱，極性大的后流出色譜柱。(3)分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、胺和水等的分離。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，最易形成氫鍵的最后流出。(5)對(duì)于復(fù)雜的難分離的物質(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則，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。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10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)格便宜、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)11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，需購買成品柱，具有分離效能高、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。12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)行校正，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(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。14當(dāng)出現(xiàn)下列三種情況時(shí)，Van Deemter曲線是什么形狀？（1）B/u=Cu=0；（2）A=Cu=0；（3）A=B/u=0圖中1為A=Cu=0，2為A=B/u=0，3為B/u=Cu=015用氣相色譜法分離某二元混合物時(shí)，當(dāng)分別改變下列操作條件之一時(shí)，推測(cè)一下對(duì)tR、H、R的影響（忽略檢測(cè)器、氣化室、連接管道等柱外死體積）。（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=2ldp B = 2gD（a）流速加倍，tR；最佳流速前H，R，最佳流速后H，R（b）柱長加倍，n，tR，H基本無影響，R（c）固定液液膜厚度加倍，tR，H，R（d）色譜柱柱溫增加，tR；柱溫對(duì)H的影響復(fù)雜，R16當(dāng)色譜峰的半峰寬為2mm，保留時(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；6790，0.29mm）17在某色譜分析中得到如下數(shù)據(jù)：保留時(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）保留體積。 （4.0，100，50ml，250ml）18用一根2米長色譜柱將兩種藥物A和B分離，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：空氣保留時(shí)間30秒，A與B的保留時(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)，兩峰的分離度。若將兩峰完全分離，柱長至少為多少？（1600，0.80，7m）19用一色譜柱分離A、B兩組分，此柱的理論塔板數(shù)為4200，測(cè)得A、B的保留時(shí)間分別為15.05min及14.82min。（1）求分離度；（2）若分離度為1.0時(shí)，理論塔板數(shù)為多少？（0.25，67200）20一氣相色譜柱在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佳流速。 （0.399cm，2.85cms-1）21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，甲苯的保留時(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，且苯與甲苯的分離度為1.0。求（1）甲苯與苯的分配系數(shù)比；（2）苯的容量因子與保留時(shí)間；（3）達(dá)到分離度為6時(shí)，柱長至少為多長？（=1.15、=8.3、=1.86min、柱長至少為4.5m）22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、0.864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，精密稱取正丙醇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)行測(cè)量，測(cè)得水：h=5.00cm，W1/2=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有下列兩組樣品，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装罚ǚ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)甲基的位阻效應(yīng)，最不容易形成氫鍵，故最先出峰，而一甲胺則因最易形成氫鍵，被三乙醇胺保留到最后出峰。（2）苯（bp80.1）與環(huán)己烷（bp80.7）的混合物。被分離樣品為極性物質(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)己烷的分離，當(dāng)選用非極性固定液時(shí)，很難將其分離；但若選用聚乙二醇-400作固定液，苯的保留時(shí)間是環(huán)