色譜分析習(xí)題總

1、色譜分析習(xí)題（總）色譜分析法1. 假如一個(gè)溶質(zhì)的分配比為0.2,則它在色譜柱 的流動(dòng)想中的百分率是多少？解：k = ns/nm=0.2 nm= 5nsnm/n X100% = nm/(nm+ns) >100% = 83.3%2. 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)解:B.擴(kuò)散速度色譜峰的寬窄主要與色譜動(dòng)力學(xué)因素有關(guān)。3. 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)阻力解:A .渦流擴(kuò)散相范氏方程中渦流擴(kuò)散相A=2入dp,為填充不規(guī)則 因子。4. 若在1m長的色

2、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）2 1=4.87（m）5在2m長的色譜柱上，測得某組分保留時(shí)間（tR） 6.6min，峰底寬（Y） 0.5min，死時(shí)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(dòng)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(shí)間(4)分配系數(shù)(5)有效塔板數(shù)neff(6)有效塔板高度Hef解:(1)分配比 k = tR'/tm = (6.6-

3、1.2)/1.2=4.5(2)死體積 Vm = tmoFc = 1.2 40 = 48mL 調(diào)整保留時(shí)間 VR'= (tR-tm) oFc =(6.6-1.2) 40x= 216mL(4)分配系數(shù) K=ko® =(Vm/Vs)=4.5 X (48/2.1)=103有效塔板數(shù)nef =16 X tR'/Y)2=16 (X6-1.2)2=1866(5)有效塔板高度Heff=L/n eff=2 1O0O/1866=1.O7mm6. 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3 =90的填充時(shí)，能否達(dá)到基本 分離(提示：基本分離Rs=1)a = KB/KA

4、= 10/8.8 = 1.14k = KB/ 3 = 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(shí)，所需的理論塔板數(shù)為nB = 16Rs2 a 丿()2(1 + kB)/kB2=16>121.14/(1.14 - 1)2(1 + 0.11)/0.112 =16>66.31 101.83 = 1.08 105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。7. 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。解:理論塔板數(shù)n是通過保留值來計(jì)算的，沒考慮到 死時(shí)間的影響，而實(shí)際上

5、死時(shí)間tm對峰的影響 很大，特別是當(dāng)kW3時(shí)，以導(dǎo)致扣除死時(shí)間后計(jì) 算出的有效塔板數(shù)nef很小，有效塔板高度Hef 很大，因而實(shí)際分離能力很差。8.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。解: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）1/2自測題1在以下因素中，屬熱力學(xué)因素的是A.分配系數(shù)；B.擴(kuò)散速度；C .柱長；D.理論塔板數(shù)。

6、2. 理論塔板數(shù)反映了A.分離度；B.分配系數(shù)；C .保留值；D.柱的效能。3. 欲使色譜峰寬減小，可以采取A .降低柱溫；B.減少固定液含量；C 增 加柱長；D .增加載體粒度。4. 如果試樣中各組分無法全部出峰或只要定量 測定試樣中某幾個(gè)組分，那么應(yīng)采用下列定量分析方法中哪一種為宜？A .歸一化法；B.外標(biāo)法；C .內(nèi)標(biāo)法；D 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法。5. 俄國植物學(xué)家茨維特在研究植物色素成分時(shí)， 所采用的色譜方法是A 液-液色譜法；B 液-固色譜法；C .空間排阻色譜法；D .離子交換色譜法。6. 色譜圖上兩峰間的距離的大小，與哪個(gè)因素?zé)o 關(guān)？A .極性差異； B.沸點(diǎn)差異； C.熱力 學(xué)性質(zhì)差

7、異；D .動(dòng)力學(xué)性質(zhì)差異。7假如一個(gè)溶質(zhì)的分配比為 0.1,它分配在色譜 柱的流動(dòng)相中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是A.0.10； B. 0.90； C. 0.91； D. 0.99。8. 下列因素中，對色譜分離效率最有影響的是A .柱溫；B.載氣的種類；C .柱壓；D .固定液膜厚度。10.當(dāng)載氣線速越小，范式方程中，分子擴(kuò)散項(xiàng)B 越大，所以應(yīng)選下列氣體中哪一種作載氣最有利？A.H 2；B. He; C. Ar;D. N2。正確答案：1: (A)、2: (D)、3: (B)、4: (C)、5: (B)6: (C)、7: (C)、8: (A)、9: (D)氣相色譜法1. 氣相色譜采用雙柱雙氣路流程有什么用？解：

8、氣相色譜采用雙柱雙氣路流程主要用于程序 升溫分析，它可以補(bǔ)償由于升溫過程中載氣流量 不穩(wěn)、固定液流失等使檢測器產(chǎn)生的噪聲及基線 漂移，從而提高穩(wěn)定性。2. 用熱導(dǎo)池檢測器時(shí)，為什么常用 H2和He作 載氣而不常用氮?dú)庾鬏d氣？解：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，0C時(shí)，如小抵TaNgm cs)，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(0C時(shí) 如f“)使熱

9、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(shí)會(huì)出現(xiàn)不正常的色譜峰如倒峰，W峰等.3. 簡述熱導(dǎo)池檢測器的設(shè)計(jì)原理。解：(1) 每種物質(zhì)都具有導(dǎo)熱能力，欲測組分與載 氣有不同的導(dǎo)熱系數(shù)；(2) 熱敏元件(金屬熱絲)具有電阻溫度系數(shù)；(3) 利用惠斯登電橋測量等設(shè)計(jì)原理。4. 在使用火焰光度檢測器時(shí)，為什么要保持富氫 火焰？解：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：O2>3: 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390C生成激發(fā)態(tài)的 硫分子S*，返回基態(tài)時(shí)發(fā)射出350-430nm的特 征光譜

10、。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，無法檢測。5什么原因使電子捕獲檢測器的基始電流下降， 如何克服？解:引起電子捕獲檢測器基始電流下降有三個(gè)主要 原因：(1) 放射源流失。(2) 電極表面或放射源的污染、固定相的流 失、高沸點(diǎn)組分的冷凝都會(huì)污染放射源。(3) 載氣中的氧氣及其電負(fù)性物質(zhì)會(huì)捕獲電 子而使基流下降?？朔k法：(1) 采用純度高于99.99%高純氮?dú)庾鬏d氣。(2) 管路要嚴(yán)密防止泄露。(3) 檢測器溫度應(yīng)高于柱溫。(4) 新填裝的柱子必須在最高允許溫度下，以 高的載氣流速連續(xù)老化24h以上

11、。(5) 使用電子捕獲檢測器時(shí)，柱溫要遠(yuǎn)低于固 定液的最高使用溫度。對已污染的檢測器，采用 增高檢測器溫度，通高純氮烘或選擇合適溶劑在 超聲波清洗器中清洗數(shù)小時(shí)，再用清水洗靜、烘 干。6. 用氣相色譜法氫火焰檢測器某石油化工廠用 生化處理廢水酚的濃度，記錄儀靈敏度為 0.2mV/cm，記錄儀紙速10mm/min，苯酚標(biāo)樣 濃度1mg/mL，進(jìn)樣量3L,測量苯酚峰高 115mm，峰半高寬4mm，2倍噪音信號(hào)為 0.05mV，計(jì)算：(1) 在上述條件下苯酚的靈敏度 St、檢測限(D)和最小檢測限(Qmin )(2) 若污水處理前后，污水中苯酚濃度從100卩g/mL(ppm)將為0.05卩g/m，設(shè)

12、最大進(jìn)樣量為10譏，能否直接測定水中的酚，若不能 直接測出，試樣濃縮多少倍方可推測？解：溫c2 胡爼 VcT(1)苯酚的St、D及Qmin St =(1.065)60X).02mV/mrm< 115mM 4mm) /(10mm/mim+3 卩 LX 1mg/1000 卩 L)=1.96 104mV s/mg=1.96 X07mVs/gD = 2RN/S = 0.05mV/(1.96 107mVs/g)=2.55 10-9g/sQmin = mi 2RN/(h C1)=(3 卩 LX 1 X31i0g/ 卩 LX 0.05mV)/(115mm X 0.02mV/ mm)=6.52 10-5

13、mg(2)首先求最低檢測濃度CminCmin = Qmin/V = 6.5210-5mg/10 卩 L =6.52 10-6mg/ 卩 L=6.52 卩 g/mL>>0.05 卩 g/mL當(dāng)苯酚濃度為0.05卩g/mLM,不能直接測出 6.52 卩 g/mL/0.05 a g/mL=130倍試樣濃縮130.4倍時(shí)方能檢測。7. 在氣相色譜檢測器中通用型檢測器是：A. 氫火焰離子化檢測器B.熱導(dǎo)池檢測器C.示差折光檢測器D.火焰光度檢測器解：B. 熱導(dǎo)池檢測器C示差折光檢測器雖為通用型，但屬液相色譜檢 測器，A、D兩種檢測器均為選擇性檢測器，根 據(jù)檢測原理選B。8. 在氣相色譜分析中

14、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）啤酒中微量硫化物解：（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 為熱導(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(hào)，特別適 合。（4）啤酒中微量硫化物

15、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(hào)， 而且靈敏度高。9. 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解:D固定液的最高使用溫度。色譜柱的上限溫度如果超過固定液的最高使用 溫度就會(huì)出現(xiàn)固定液流失、污染檢測器，使基線 不穩(wěn)而無法工作。10.在某色譜柱上，柱溫1000C測的甲烷的保 留時(shí)間為40s,正壬烷的保留時(shí)間為400s,正炔 烷的保留時(shí)間為580s,正壬烷與正癸烷的峰寬相 同，均等于5.0mm,已知記錄紙速為5mm/min , 求能與正壬烷達(dá)到基線分離(R=1.5

16、 )的組分的 保留指數(shù)應(yīng)為多少？解：根據(jù)題意要求的組分在正壬烷后出峰。二 Y9=Y 10 T Y9=Yi=5mm/5mm/min=60s二 R=2 (t'Ri-t'R9 ) /(Y9+Yi) = (t'Ri-t'R9)/Y9 t'Ri=R Y9 + t'R9 =1.560+ (400-40) = 450sli = 1009+(lgt'Ri-lgt'R9)/(lgt'R(9+1)-lgt'R9)=1009+(lg450-lg360)/(lg540-lg360) = 952.311.氣相色譜測定樣品中乙酸乙酯，丙酸甲酯

17、， 正丁酸甲酯的色譜數(shù)據(jù)見下表，死時(shí)間為0.6min。組分乙酸甲酯丙酸甲 酯正丁酸甲酯保留時(shí)間tR(min)2.724.929.23峰面積18.143.629.9相對校正因子 f'is0.600.780.88(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(shí)間。解：(1) 用歸一化法計(jì)算各組分的含量mi%=Aif'is/(A1f'is+Aif'is+A nf'n s)x 100mi 乙酸甲酯(% ) =18.1 X.60/ (18.1 X60 +43.6 0.78 + 29.9 0.88) &00 = 15.25(2) T 碳數(shù)

18、規(guī)律：Igt'R = A1n + C1乙酸乙酯 n=3 Jgt'R 乙=lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6)=0.326丙酸甲酯 n=4 Jgt'R 丙=lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6)=0.635正丁酸甲酯 n=5, lgt'R 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 = 0.301C1=-0.596正戊酸甲酯有6個(gè)碳 n = 6 Igt'R 戊=6 X.301 - 0.569 = 1.237t'R 戊=17.26 tR = t'R + tm = 17.26 + 0.6 =17.86(mi n)自測題1在氣相色譜分析中，色譜流出曲線的寬度與色 譜過程的哪些因素?zé)o關(guān)？A .熱力學(xué)因素；B.色譜柱長度；C 動(dòng)力學(xué)因素；D .熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素。2在一定的柱溫下，下列哪個(gè)參數(shù)的變化不會(huì)使 比保留體積(Vg)發(fā)生改變？A .改變檢測器性質(zhì)；B .改變固定液種 類；C .改變固定液用量；D .增加載氣流速。 3使用熱導(dǎo)池檢測器時(shí)，應(yīng)選用下列哪種氣體作 載氣，其效果最好？A.H 2；B. He