色譜課習題作業(yè)

簡要敘述色譜法的分離原理及其特點。答：原理：利用混合物中各組分在互不相溶的兩相中分配系數(shù)的差異，當兩相作相對運動時，混合物各組分在兩相中反復分配達到分離特點：（1）高選擇性（2）高效能（3）高靈敏度，樣品用量少（4）分析速度快（5）應用范圍廣試述色譜分析法的發(fā)展歷史及其分類。歷史：20世紀初茨維特分離綠葉色素30年代液-液分配色譜40年代TLC，紙色譜50年代GC出現(xiàn)使色譜具備分離和在線分析功能60年代末HPLC出現(xiàn)，使色譜分析范圍進一步擴大80年代產(chǎn)生超臨界流體色譜(SFC)和毛細管電色譜(CEC)①按兩相物理狀態(tài)分類可分為氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜（SFC）。氣相色譜中又分為氣固色譜和氣液色譜，液相色譜中又分為液液色譜和液固色譜。②按固定相的形式分類可分為柱色譜、平面色譜。柱色譜又分為填充柱和開管柱，平面色譜又分為紙色譜和薄層色譜。③按分離過程的原理分類吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、空間排阻色譜、電色譜（電泳）④按色譜動力學過程分類前沿法（迎頭法）、頂替法(置換法)、淋洗法（洗脫法）⑤按色譜技術(shù)分類根據(jù)色譜輔助技術(shù)不同，可分為：反應色譜法、裂解色譜法、多維色譜法、頂空色譜法、程序升溫色譜法等。按組分的分離目的和分離效力又可分為制備色譜、分析色譜、微量色譜等。通過查找文獻針對色譜分析法在石油化工、精細化工、環(huán)境保護、生命科學、食品衛(wèi)生、材料科學等領(lǐng)域的最新研究進展寫一篇2000字的文獻綜述。5．在某色譜分析中得到下列數(shù)據(jù)：保留時間（tR）為5.0min。死時間（tM）為1.0min，液相體積（VS）為2.0mL，柱出口載氣體積流量（FO）為50mL·min-1,試計算：（1）分配比k;（4.0）（2）死體積Vm；(50mL)（3）分配系數(shù)K；(100)（4）保留體積VR；(25mL)(1)k=(tR-tM)/tM=(5-1)/1=4(2)Vm=FOtm=50*1=50(3)K=kVm/VS=4.0×50/2.0=100(4)VR=FOtR=50×5.0=2506.組分P和Q在某色譜柱上的分配系數(shù)分別為490和460，那么，哪一個組先流出色譜柱？答：分配系數(shù)為在一定溫度下，分配體系達到平衡時，組分在兩相的濃度之比，所以分配系數(shù)越大，表示該組分與固定相作用力越大。所以Q先流出色譜柱。7．衡量區(qū)域?qū)挾确椒ㄓ心膸追N？如何定義？它們之間的關(guān)系如何？標準偏差：0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半半峰寬：為1/2h初的峰寬。W1/2=2.354峰底寬度:色譜圖上的色譜峰流出曲線可說明什么問題？答：可以說明色譜柱出口各種組分的濃度變化已知某組分峰的峰底寬為40s，保留時間為400s，（1）計算此色譜柱的理論塔板數(shù)；（1600塊）（2）若柱長為1.00m,求此理論塔板高度（0.625mm）答：n=16（tR‘/wb）2=16x（400/40）2=1600H=L/n=1/1600=6.25×10-4m10．在一根已知有8100塊理論塔的色譜柱上，異辛烷和正辛烷的調(diào)整保留時間為800s和815s,設(shè),試問:（1）如果一個含有上述兩組分的試樣通過這根柱子，所得到的分辨率為多少？（0.414）（2）假定調(diào)整保留時間不變，當使分辨率達到1.00時，所需的塔板數(shù)為多少？(46022塊)（3）假定調(diào)整保留時間不變，當使分辨率為1.5時，所需的塔板數(shù)為多少？(103548塊)答：（1）a=815/800=1.01875（2）(3)用3m的填充柱分離環(huán)己烷和甲苯得如下數(shù)據(jù)：死時間為1min，環(huán)己烷和甲苯的保留時間分別為14min和17min，甲苯的峰底寬為1min。為了得到1.5的分辨率，柱子長度最短需多少？（0.75m）答：n=4096H=L/n=3/4096R=1.5;a=16/13=1.23L=NH=1024×3/4096=0.7512．假設(shè)兩組分的調(diào)整保留時間分別為19min及20min，死時間為1min，計算：（1）較晚流出的第二組分的分配比k2；(20)（2）欲達到分離度R=0.75時，所需的理論板數(shù)。(3696塊)答：（1）（2）R=0.75a=20/19=1.05313．長度相等的兩根色譜柱，其vanDeemter（范第姆特）常數(shù)如下：ABC柱10.18cm0.40cm2·s-10.24s柱20.05cm0.50cm2·s-10.10s（1）如果載氣流速是0.50cm2·s-1,那么，這兩根柱子給出的理論塔板數(shù)哪一個大？(相等)（2）柱1的最佳流速是多少？（1.29cm2·s-1）答：（1）H1=0.18+0.4/0.5+0.24×0.5=1.1H2=0.05+0.5/0.5+0.1×0.5=1.1n=L/H∵H1=H2∴n1=n2（2）uopt=1.29cm2·s-114．當色譜柱溫為150OC時，其vanDeemter（范第姆特）方程中的常數(shù)A=0.08cm，B=0.15cm2·s-1，C=0.03s，這根柱子的最佳流速為多少？所對應的最小塔板高度為多少？(uopt=2.24cm·s-1,Hmin=2.14mm)答：uopt=2.24cm·s-1Hmin=2.14mm在某一色譜分析條件下，把含A和B以及兩鄰的兩種正構(gòu)烷烴的混合物注入色譜柱分析。A在相鄰的兩種正構(gòu)烷烴之間流出，它們的調(diào)整保留時間分別為10min,11min,和12min，最先流出的正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)為800，而組分B的保留指數(shù)為882.3，求組分A的保留數(shù)。試問A和B有可能是同系物嗎？(IA=852.3，不是)不是17．試計算下列化合物的保留指數(shù)I：（a）丙院，t’R=1.29min(300)（b）n-丁烷，t’R=2.21min(400)（c）n-戊烷，t’R=4.10min(500)（d）n-己烷，t’R=7.61min(600)（e）n-庚烷，t’R=14.08min(700)（f）n-辛烷，t’R=25.11min(800)（g）甲苯，t’R=16.32min(724)（h）異丁烷，t’R=2.67min(431)（i）n-丙醇，t’R=7.60min(600)（j）甲基乙基酮，t’R=8.40min（616）（k）環(huán)己烷，t’R=6.94min(585)（l）n-丁醇，t’R=9.85min(642)答：X=n，In=100n所以（a）I=100*3=300（b）I=100*4=400（c）I=100*5=500（d）I=100*6=600（e）I=100*7=700（f）I=100*8=800(g)（h）（i）（j）（k）（l）22．熱導檢測器分析某樣品，組分面積與相應的校正因子如表3—2求各組分含量。表3—2組分峰面積與相應的校正因子組分ABCDE?＇0.250.300.801.202.00Ａ（cm2）562325答：2.1%；3.1%；2.7%；6.2%；85.8%Wi=fiAi%i=100Wi/(W1+W2+W3+……+Wn)WA+WB+WC+WD+WE=0.25*5+0.3*6+0.8*2+1.2*3+2*25=58.25%A=0.25*5/58.25=2.1%%B=0.3*6/58.25=3.1%%C=0.8*2/58.25=2.7%%D=1.2*3/58.25=6.2%%E=2*25/58.25=85.8%24．分析乙二醇中丙二醇含量時，采用內(nèi)標法定量，已知樣品量為1.0250g，內(nèi)標的量為0.3500g，測量數(shù)據(jù)見表3—5。記算丙二醇含量。表3—5組分峰面積及校正因子組分Ａ（cm2）?＇i丙二醇2.51.0內(nèi)標20.00.83答：丙二醇5.1%簡述氣相色譜儀的基本組成和主要作用。答：基本組成有氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)、檢測和記錄系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)：載氣凈化和控制載氣流速進樣系統(tǒng)：控制進樣量和使樣瞬間氣化分離系統(tǒng)：分離混合物控溫系統(tǒng)：提供溫度控制檢測和記錄系統(tǒng)：樣品檢測30．色譜固定液有何要求？如何分類?答：1、表面具有化學惰性：不與組分發(fā)生化學反應，不起催化作用，不吸附待測組分2、對熱穩(wěn)定，高溫不分解3、不易破碎，機械強度好。4、顆粒均勻，細?。?0-60目，60-80目，80-100目，孔徑要均勻。5、.比表面積大，增加柱效能，即分離能力。6、對固定液浸潤性好：使固定液能在擔體表面上形成一層牢固、薄而均勻完整的液膜，不能有擔體裸露現(xiàn)象。按極性分類：有非極性、弱極性、中極性、強極性。31．以正丁烷-丁二烯為基準，在氧二丙腈和角鯊烷上測得的相對保留值分別為6.24和0.95，試求正丁烷-丁二烯相對保留值為1時，固定液的極性p。(2.7)答：32．醋酸甲酯，丙酸甲酯，n-丁酸甲酯在鄰苯二甲酸二癸酯上的保留時間分別為2.12min、4.23min和8.63min，試指出它們在阿皮松上分離時，保留時間是增長還是縮短？為什么？答：縮短，阿皮松是弱極性的固定液，而醋酸甲酯，丙酸甲酯，n-丁酸甲酯與鄰苯二甲酸二癸酯都是中等極性的酯類化合物，相似相溶的原理，所以這三種樣品在鄰苯二甲酸二癸酯上的保留時間比在阿皮松上的保留時間應更長一些。33．根據(jù)Mckeyno1ds常數(shù)選擇合適的固定液。(1)丁酮是乙醇中雜質(zhì)；(2)乙醇是丁酮中雜質(zhì)。答：（1）FFAP(2)硅酮QF-134.簡述毛細管氣相色譜法的特點。答：滲透性好、相比（β）大、總柱效高、柱容量小35．比較毛細管氣相色譜法與填充柱氣相色譜法的異同點。答：儀器相同，原理相同，僅檢測柱不同

毛細管氣相色譜法使用的是毛細管色譜柱，為氣液色譜，材質(zhì)為石英玻璃，長度在幾十米甚至上百米，分離效果更好，柱效更高，但因內(nèi)徑過?。?.2-0.5mm），故柱容量也很小，且因材質(zhì)因素，易折斷損壞。因柱長較長，分析時間通常也比較長。

填充柱氣相色譜法使用的是填充色譜柱，既有氣液色譜也有氣固色譜，常見管材為不銹鋼、玻璃、聚四氟、銅、鋁等，除玻璃材質(zhì)外，其他種類的不易損壞。填充柱分離能力較差，柱效較低，但柱容量大，柱較短，因此分析時間較快比較等溫色譜(IGC)和程序升溫氣相色譜法(PTGC)的異同。答：IGC的樣品沸程＜100℃而PTGC的樣品沸程＞100℃IGC的進樣量＜1ul而PTGC的進樣量＜10ulIGC的進樣速度快而PTGC的進樣速度慢IGC的峰容量＜10組分而PTGC的峰容量大于10組分IGC的分析速度慢而PTGC的分析速度快TGC和PTGC的載氣純度都要求很高38．某分析工作者已知初始溫度＝30℃，升溫速率為3℃/min，程序升溫中某組分的保留時間(tR)為3.4min，求該組分的TR和Ｔ＇?試比較HPLC與GC分離原理．儀器構(gòu)造及應用方法的異同點。答：二者都是根據(jù)樣品組分的與流動相和固定相相互作用力的差別進行分離的。從儀器結(jié)構(gòu)上看，液相色譜需要增加高壓泵以提高流動相的流動速度，克服阻力。同時液相色譜所采用的固定相種類要比氣相色譜豐富的多，分離方式也比較多樣。氣相色譜的檢測器主要采用熱導檢測器、氫焰檢測器和火焰光度檢測器等。而液相色譜則多使用紫外檢測器、熒光檢測器及電化學檢測器等。