現(xiàn)代分析測試技術(shù)復(fù)習(xí)題答案篇

一、問答題：1、試述塔板理論的基本關(guān)系式及理論要點。2、利用范氏方程說明HPLC中如何選擇實驗條件？①采用粒徑小而均勻的球形固定相,首選化學(xué)鍵合相,用勻漿法裝柱.②采用低黏度流動相,低流量(1mL/min),首選甲醇.③采用柱溫箱,避免室溫波動,增加實驗重復(fù)性,柱溫以25～30℃為宜.3、高效液相色譜儀包括哪些主要部件？各部件的作用是什么？高效液相色譜儀由五大部分組成：高壓輸液系統(tǒng)，進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和色譜工作站。必須配備有高壓輸液系統(tǒng)。高壓輸液系統(tǒng)由儲液罐、過濾器、高壓輸液泵、梯度洗脫裝置等組成。流動相在進入高壓泵之前，應(yīng)先進行過濾和脫氣處理。高壓輸液泵是核心部件，其密封性好，輸出流量恒定，壓力平穩(wěn)，可調(diào)范圍寬，便于迅速更換溶劑及耐腐蝕等。進樣系統(tǒng)是將被分離的樣品導(dǎo)入色譜柱的裝置。要求密封性、重復(fù)性好，死體積小，便于實現(xiàn)自動化。進樣系統(tǒng)包括取樣、進樣兩個功能。分離系統(tǒng)主要是指色譜柱，色譜柱是高效液相色譜儀的核心部件，要求分離度要高、柱容量大、分析速度快。檢測器是HPLC儀的三大關(guān)鍵部件之一。用來連續(xù)監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的流出物的組成和含量變化的裝置。其作用是把洗脫液中組分的量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。并由工作站（或記錄儀）繪出譜圖來進行定性、定量分析。色譜工作站是色譜儀的自動化控制包括自動進樣系統(tǒng)的進樣方式、輸液泵系統(tǒng)中的溶劑流速、梯度洗脫程序、檢測系統(tǒng)的各項參數(shù)、數(shù)據(jù)記錄和處理等。4、什么是銳線光源？為什么空心陰極燈發(fā)射線是銳線？答：銳線光源是能發(fā)射出譜線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源。銳線光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線中心頻率一致。銳線光源需要滿足的條件：a.光源的發(fā)射線與吸收線的ν0一致。b.發(fā)射線的Δν1/2小于吸收線的Δν1/2。Ne或Ar370.0nm以下的用石英窗口，370.0nm以上的用光學(xué)玻璃窗口。當燈的正負極加以400V電壓時，便開始輝壓力變寬小，因而產(chǎn)生的共振線是銳線光源。5、紫外-可見分光光度計主要有哪幾種類型？各類型有何特點？答案一按光束分：1單光束分光光度計：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析。2雙光束分光光度計：可以自動消除光源強度變化所引起的誤差。3（1）（2）可用于微量組分測定（3）可用于渾濁液和多組分混合物的定量測定。4雙重單色器分光光度計5配置光多道二極管陣列檢測器的分光光度計答案二紫外-可見分光光度計的類型很多，但可歸納為四種類型，即單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和二極管陣列分光光度計。單光束分光光度計特點：使用時來回拉動吸收池→移動誤差對光源要求高3、比色池配對雙光束分光光度計特點：不用拉動吸收池，可以減小移動誤差可消除光源不穩(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響，對光源要求不高可以自動掃描吸收光譜雙波長分光光度計特點：1、利用吸光度差值定量2、消除干擾和吸收池不匹配引起的誤差優(yōu)點：大大提高了測定準確度，可完全扣除背景可用于微量組分的測定二極管陣列分光光度計特點由光源發(fā)出，經(jīng)消色差聚光鏡聚焦后的多色光通過樣品池，再聚焦于多色儀的入口狹縫上，透過光經(jīng)全息光柵表面色散并投射到二極管陣列檢測器上，二極管陣列的電子系統(tǒng)，可在0.1s的極短時間內(nèi)獲得從190~820nm范圍的全光光譜。5、若用反相鍵合相分離弱酸或弱堿時產(chǎn)生拖尾，如何克服？答：反相鍵合相色譜在分離弱酸或弱堿樣品的時候會發(fā)生拖尾的現(xiàn)象，可以在流動相中加入0.1~1%的甲酸、醋酸、二乙胺、三乙胺或氨水作為調(diào)節(jié)劑，抑制弱酸的解離或弱堿的質(zhì)子化，以增加它們的分配系數(shù)。但需注意pH值。例如分離十二烷酸，可以加入少量的乙酸，抑制十二酸烷的離解，使他以游離酸的形式在鍵合相上分離。以獲得對稱的色譜峰。7、蒸發(fā)光散射檢測器（ELSD）的工作原理是什么？蒸發(fā)光散射檢測器是一種通用型的檢測器，可檢測揮發(fā)性低于流動相的任何樣品，而不需要樣品含有發(fā)色基團。蒸發(fā)光散射檢測器靈敏度比示差折光檢測器高，對溫度變化不敏感，基線穩(wěn)定，適合與梯度洗脫液相色譜聯(lián)用。的檢測。工作原理UM-3000蒸發(fā)光散射液滴蒸發(fā)所需要的溫度大大降低。UM3000蒸發(fā)光散射檢測器采用低溫蒸發(fā)模式，維持了顆粒的均勻性，對半揮發(fā)性物質(zhì)和熱敏性化合物同樣具有較好的靈敏度。650nm激光，溶質(zhì)顆粒從漂移管出來后進入光檢測池，并穿過激光光束。被溶質(zhì)顆粒散射的光通過光電倍增管進行收集。溶質(zhì)顆粒在進入光檢測池時被輔助載氣所包池表面的污染。8、寫出基本色譜分離方程式，并說明分離度與n、α、k和關(guān)系。、請寫出下列儀器的標準操作規(guī)程（任選擇一種儀器UV24502695高效液相色譜儀，6890N氣相色譜儀，AA800原子吸收分光光度計。二、填空題：1、多普勒變寬是由于原子在空間作無規(guī)則熱運動所引起的，故又稱。變寬則是則于被測原子與其它粒子碰撞而產(chǎn)生的譜線變寬，它隨著氣體壓強增大而增加，故又稱為。2、對于火焰原子化法，在火焰中既有基態(tài)原子，也有部分原子，但在一定溫下，兩種狀態(tài)原子數(shù)的一定，可用 方程式表示。3、原子化系統(tǒng)的作用是將試樣中的待測元素由形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诱魵猓踊椒ㄓ性踊ê驮踊ā?、色譜法的顯著特點包括 、 、 。5、氣相色譜法的主要不足之處是 、 。6、組分從進樣到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需的時間定義為 保留時間 ，其與死時間的差義為 調(diào)整保留時間 。、色譜的定量分析方法有 面積歸一化法、 外標法、內(nèi)標法當組分中含有檢測器響應(yīng)的組分時，不能用 面積歸一化法定量。8、紅外光譜法主要研究振動中有偶極距 變化的化合物，因此，除了單原子和同核分子等外，幾乎所有的化合物在紅外光區(qū)均有吸收。9、在紅外光譜圖中，4000-1250 cm－1范圍區(qū)域的峰是由基團的伸縮振動產(chǎn)生的，基團的特征吸收一般位于此范圍，它是鑒定基團最有價值的區(qū)域，稱為 特征 區(qū)，在1250-200cm－1區(qū)域中當分子結(jié)構(gòu)稍有不同時該區(qū)的吸收就有細微的不同稱為 指紋區(qū) 10、傅里葉變換紅外分光光度計中的核心部件是干涉儀 ，它沒有普通紅外分光光度計中的 色散 元件 。與普通紅外分光光度計相比，它的主要特點是靈敏度高、波數(shù)精度高、分辨率高、掃描速度極快、光譜范圍寬。11、紫外-可見吸收光譜是由分子中價電子能級躍遷產(chǎn)生的，這種吸收光譜取決于價電子的性質(zhì)。12、在紫外和可見光區(qū)范圍內(nèi)，有機化合物的吸收光譜主要由＊π→π＊、 σ→σ＊和n→σ＊躍遷產(chǎn)生，其相對能量大小次序為：n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊。13、無機化合物的吸收光譜主要由 電荷 遷移躍遷和 配位場 躍遷產(chǎn)生。14、凡是可以使化合物在紫-可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的基團，生色團。通常為含有不飽和的，可以產(chǎn)生 n→π* 躍遷、π→π* 躍遷的官能團。15、Van Deemter方程在HPLC的表現(xiàn)形式H=A+B/u+Cu。故HPLC的塔板理論高度H主由 渦流擴散項A、分子擴散項B/u和傳質(zhì)阻力項Cu三項構(gòu)成。16以固體吸附劑為固定相以液體為流動相的色譜法稱為 液-固吸附色譜法 簡稱液-固色譜法 。分離原理是根據(jù)物質(zhì)吸附作用的不同來進行分離的 ，整個色譜過即是 溶質(zhì)分子和溶劑分子對吸附劑活性表面的競爭吸附 。17、色譜分離是基于樣品組分在固定液和流動相之間 分配系數(shù) 不同而分離的色譜法稱為 ，簡稱 色譜法。流動相極性小于固定相極性的稱為正相色譜，樣品中極性小的組分先流出色譜柱，極性大的組分后流出色譜柱。18、一般而言，硅膠基質(zhì)化學(xué)鍵合相能耐受的酸度范圍是。低pH值條件下，硅鍵合于擔體上的 。在高pH時，由于硅膠擔體的 ，產(chǎn)的 ，一般硅膠基質(zhì)的色譜柱不應(yīng) 使用。19、在極性鍵合色譜法中，鍵合固定相的極性大于流動相的極性，適用于分離極性、中等極性化合物 化合物。20HPLCHPLC適合于制備性分離的最佳條件，然后放大應(yīng)用到制備柱規(guī)模上。一般步驟：三、計算題：1HPLC1.5min，9min該組分在該系統(tǒng)中的容量因子?；颈Ａ舴匠蹋簍R=t0(1+k')所以，k'=(tR-t0)/t0=(9-1.5)/1.5=52、請計算HCl伸縮振動所產(chǎn)生的基頻吸收峰的頻率。已知鍵力常數(shù)k(H-C1)=5.1N/cm。k化學(xué)鍵力常數(shù)

1

k1303分子折合質(zhì)量

Hcl

5.1135.51

2984cm132000K3000KNa589.0nmgj/g0＝2Ej＝hc/l＝(6.626×10-23J/s×3×1010cm/s)/(589.0nm×10-7cm/nm）＝2.107×1.60×10-19J＝3.371×10-91J帶入Boltzmann方程：同理：在3000K時，Nj/N0＝5.78×10-44、在一色譜柱上，測得各峰的保留時間如下：組分 空氣 辛烷 壬烷 未知峰lgt lgttR/min

0.6I100Nn

R(x)t

R(N

15.4求未知峰的保留指數(shù)。公式：保留指數(shù)

13.9

lg R(Nn)

lgtR(N)辛烷碳原子數(shù)N=8，則壬烷為N+n=8+1；R(N) R(N+n) t' =13.9-0.6=13.3 t' =17.9-0.6=17.3 t' =R(N) R(N+n) 所以：I=100×8+1×（lg14.8-lg13.3)/(lg17.3-lg13.3)=800.406452m1’202‘26.338.7312.33的理論塔板數(shù)及塔板高度。L=2m；tR=3‘1”=181s；W1/2（乙苯）=12.33t t 181得n5.54(得

R )2 n 5.54( R乙苯 )25.54(

1193.825根據(jù)公式

W 乙苯1/2

W1/（乙苯）

12.33L H = L = 2000 =1