新視野三聽力答案

新視野三聽力答案第一頁，共46頁。4.當(dāng)下列參數(shù)改變時:(1)柱長增加,(2)固定相量增加,(3)流動相流速減小,(4)相比增大,是否會引起分配比的變化為什么答:,而,分配比除了與組分,兩相的性質(zhì),柱溫,柱壓有關(guān)外,還與相比有關(guān),而與流動相流速,柱長無關(guān).故:(1)不變化,(2)增加,(3)不改變,(4)減小2021/1/42第二頁，共46頁。5.試以塔板高度H做指標(biāo),討論氣相色譜操作條件的選擇.解:提示:主要從速率理論()來解釋,同時考慮流速的影響,選擇最佳載氣流速13-24。（1）選擇流動相最佳流速。（2）當(dāng)流速較小時，可以選擇相對分子質(zhì)量較大的載氣（如N2)，而當(dāng)流速較大時，應(yīng)該選擇相對分子質(zhì)量較小的載氣（如H2),同時還應(yīng)該考慮載氣對不同檢測器的適應(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0.1~5,氣體試樣0.1~10.(7)氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫30-70℃。2021/1/43第三頁，共46頁。試述速率方程中A,B,C三項的物理意義.曲線有何用途曲線的形狀主要受那些因素的影響解:參見教材P14-16A稱為渦流擴(kuò)散項,B為分子擴(kuò)散項，C為傳質(zhì)阻力項。

下面分別討論各項的意義：

(1)渦流擴(kuò)散項A氣體碰到填充物顆粒時，不斷地改變流動方向，使試樣組分在氣相中形成類似“渦流”的流動，因而引起色譜的擴(kuò)張。由于2λ，表明A與填充物的平均顆粒直徑的大小和填充的不均勻性λ有關(guān)，而與載氣性質(zhì)、線速度和組分無關(guān)，因此使用適當(dāng)細(xì)粒度和顆粒均勻的擔(dān)體，并盡量填充均勻，是減少渦流擴(kuò)散，提高柱效的有效途徑。2021/1/44第四頁，共46頁。(2)分子擴(kuò)散項由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空間中，在“塞子”的前后(縱向)存在著濃差而形成濃度梯度，因此使運動著的分子產(chǎn)生縱向擴(kuò)散。而2

r是因載體填充在柱內(nèi)而引起氣體擴(kuò)散路徑彎曲的因數(shù)(彎曲因子)，Dg為組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)。分子擴(kuò)散項與Dg的大小成正比，而Dg與組分及載氣的性質(zhì)有關(guān)：相對分子質(zhì)量大的組分，其Dg小,反比于載氣密度的平方根或載氣相對分子質(zhì)量的平方根，所以采用相對分子質(zhì)量較大的載氣(如氮氣)，可使B項降低，Dg隨柱溫增高而增加，但反比于柱壓。彎曲因子r為與填充物有關(guān)的因素。

(3)傳質(zhì)項系數(shù)C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)C1兩項。

所謂氣相傳質(zhì)過程是指試樣組分從移動到相表面的過程，在這一過程中試樣組分將在兩相間進(jìn)行質(zhì)量交換，即進(jìn)行濃度分配。這種過程若進(jìn)行緩慢，表示氣相傳質(zhì)阻力大，就引起色譜峰擴(kuò)張。對于填充柱：

液相傳質(zhì)過程是指試樣組分從固定相的氣液界面移動到液相內(nèi)部，并發(fā)生質(zhì)量交換，達(dá)到分配平衡，然后以返回氣液界面的傳質(zhì)過程。這個過程也需要一定時間，在此時間，組分的其它分子仍隨載氣不斷地向柱口運動，這也造成峰形的擴(kuò)張。液相傳質(zhì)阻力系數(shù)C1為：

對于填充柱，氣相傳質(zhì)項數(shù)值小，可以忽略。2021/1/45第五頁，共46頁。由上述討論可見，范弟姆特方程式對于分離條件的選擇具有指導(dǎo)意義。它可以說明，填充均勻程度、擔(dān)體粒度、載氣種類、載氣流速、柱溫、固定相液膜厚度等對柱效、峰擴(kuò)張的影響。用在不同流速下的塔板高度H對流速u作圖，得H-u曲線圖。在曲線的最低點，塔板高度H最小(H最小)。此時柱效最高。該點所對應(yīng)的流速即為最佳流速u最佳，即H最小可由速率方程微分求得：

當(dāng)流速較小時，分子擴(kuò)散(B項)就成為色譜峰擴(kuò)張的主要因素，此時應(yīng)采用相對分子質(zhì)量較大的載氣(N2，)，使組分在載氣中有較小的擴(kuò)散系數(shù)。而當(dāng)流速較大時，傳質(zhì)項(C項)為控制因素，宜采用相對分子質(zhì)量較小的載氣(H2)，此時組分在載氣中有較大的擴(kuò)散系數(shù)，可減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。2021/1/46第六頁，共46頁。7.當(dāng)下述參數(shù)改變時:(1)增大分配比,(2)流動相速度增加,(3)減小相比,(4)提高柱溫,是否會使色譜峰變窄為什么答:(1)保留時間延長,峰形變寬(2)保留時間縮短,峰形變窄(3)保留時間延長,峰形變寬(4)保留時間縮短,峰形變窄2021/1/47第七頁，共46頁。答:分離度同時體現(xiàn)了選擇性與柱效能,即熱力學(xué)因素和動力學(xué)因素,將實現(xiàn)分離的可能性與現(xiàn)實性結(jié)合了起來.8.為什么可用分離度R作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)2021/1/48第八頁，共46頁。答:不能,有效塔板數(shù)僅表示柱效能的高低,柱分離能力發(fā)揮程度的標(biāo)志,而分離的可能性取決于組分在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異.9.能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分離的可能性為什么2021/1/49第九頁，共46頁。答:色譜分離基本方程式如下:它表明分離度隨體系的熱力學(xué)性質(zhì)(a和k)的變化而變化,同時與色譜柱條件(n改變)有關(guān)>(1)當(dāng)體系的熱力學(xué)性質(zhì)一定時(即組分和兩相性質(zhì)確定),分離度與n的平方根成正比,對于選擇柱長有一定的指導(dǎo)意義,增加柱長可改進(jìn)分離度,但過分增加柱長會顯著增長保留時間,引起色譜峰擴(kuò)張.同時選擇性能優(yōu)良的色譜柱并對色譜條件進(jìn)行優(yōu)化也可以增加n,提高分離度.10.試述色譜分離基本方程式的含義,它對色譜分離有什么指導(dǎo)意義2021/1/410第十頁，共46頁。(2)方程式說明值增大也對分離有利,但k值太大會延長分離時間,增加分析成本.(3)提高柱選擇性a,可以提高分離度,分離效果越好,因此可以通過選擇合適的固定相,增大不同組分的分配系數(shù)差異,從而實現(xiàn)分離.答:對擔(dān)體的要求;(1)表面化學(xué)惰性,即表面沒有吸附性或吸附性很弱,更不能與被測物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng).(2)多孔性,即表面積大,使固定液與試樣的接觸面積較大.(3)熱穩(wěn)定性高,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,不易破碎.(4)對擔(dān)體粒度的要求,要均勻、細(xì)小，從而有利于提高柱效。但粒度過小，會使柱壓降低，對操作不利。一般選擇40-60目，60-80目及80-100目等。11.對擔(dān)體和固定液的要求分別是什么2021/1/411第十一頁，共46頁。對固定液的要求:(1)揮發(fā)性小,在操作條件下有較低的蒸氣壓,以避免流失(2)熱穩(wěn)定性好,在操作條件下不發(fā)生分解,同時在操作溫度下為液體.(3)對試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?否則,樣品容易被載氣帶走而起不到分配作用.(4)具有較高的選擇性,即對沸點相同或相近的不同物質(zhì)有盡可能高的分離能力.(5)化學(xué)穩(wěn)定性好,不與被測物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng).擔(dān)體的表面積越大,固定液的含量可以越高.2021/1/412第十二頁，共46頁。答:(見P27)12.試比較紅色擔(dān)體與白色擔(dān)體的性能,何謂硅烷化擔(dān)體它有何優(yōu)點2021/1/413第十三頁，共46頁。2021/1/414第十四頁，共46頁。2021/1/415第十五頁，共46頁。13.試述“相似相溶”原理應(yīng)用于固定液選擇的合理性及其存在的問題。解：樣品混合物能否在色譜上實現(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，這時試樣中各組分按沸點次序先后流出色譜柱，沸點低的先出峰，沸點高的后出峰。(2)分離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時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，一般選用極性固定液，這時非極性組分先出峰，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。以上討論的僅是對固定液的大致的選擇原則，應(yīng)用時有一定的局限性。事實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)主要靠實踐。2021/1/416第十六頁，共46頁。14.試述熱導(dǎo)池檢測器的工作原理。有哪些因素影響熱導(dǎo)池檢測器的靈敏度？解：熱導(dǎo)池作為檢測器是基于不同的物質(zhì)具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)電流通過鎢絲時、鎢絲被加熱到一定溫度，鎢絲的電阻值也就增加到一定位(一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加)。在未進(jìn)試樣時，通過熱導(dǎo)池兩個池孔(參比池和測量池)的都是載氣。由于載氣的熱傳導(dǎo)作用，使鎢絲的溫度下降，電阻減小，此時熱導(dǎo)池的兩個池孔中鎢絲溫度下降和電阻減小的數(shù)值是相同的。在進(jìn)入試樣組分以后，裁氣流經(jīng)參比池，而裁氣帶著試樣組分流經(jīng)測量池，由于被測組分與載氣組成的混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)和裁氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同，因而測量池中鎢絲的散熱情況就發(fā)生變化，使兩個池孔中的兩根鎢絲的電阻值之間有了差異。此差異可以利用電橋測量出來。橋路工作電流、熱導(dǎo)池體溫度、載氣性質(zhì)和流速、熱敏元件阻值及熱導(dǎo)池死體積等均對檢測器靈敏度有影響。2021/1/417第十七頁，共46頁。15.試述氫焰電離檢測器的工作原理。如何考慮其操作條件？解：對于氫焰檢測器離子化的作用機(jī)理，至今還不十分清楚。目前認(rèn)為火焰中的電離不是熱電離而是化學(xué)電離，即有機(jī)物在火焰中發(fā)生自由基反應(yīng)而被電離?；瘜W(xué)電離產(chǎn)生的正離子(、H3)和電子(e)在外加150~300v直流電場作用下向兩極移動而產(chǎn)生微電流。經(jīng)放大后，記錄下色譜峰。氫火焰電離檢測器對大多數(shù)的有機(jī)化合物有很高的靈敏度，故對痕量有機(jī)物的分析很適宜。但對在氫火焰中不電離的元機(jī)化合物例如、2、2、N2、3等則不能檢測。2021/1/418第十八頁，共46頁。16.色譜定性的依據(jù)是什么主要有那些定性方法解:根據(jù)組分在色譜柱中保留值的不同進(jìn)行定性.主要的定性方法主要有以下幾種:(1)直接根據(jù)色譜保留值進(jìn)行定性(2)利用相對保留值r21進(jìn)行定性(3)混合進(jìn)樣(4)多柱法(5)保留指數(shù)法(6)聯(lián)用技術(shù)(7)利用選擇性檢測器2021/1/419第十九頁，共46頁。用兩個緊靠近待測物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)物（一般選用兩個相鄰的正構(gòu)烷烴）標(biāo)定被測物質(zhì)，并使用均一標(biāo)度（即不用對數(shù)），用下式定義：I=100lgXi–lgXZlgXZ+1–lgXZ

+ZX為保留值（tR’,VR’,或相應(yīng)的記錄紙距離），下腳標(biāo)i為被測物質(zhì)，Z,Z+1為正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)，XZ<Xi<XZ+1，IZ=Z×10017.何謂保留指數(shù)應(yīng)用保留指數(shù)作定性指標(biāo)有什么優(yōu)點優(yōu)點:準(zhǔn)確度高,可根據(jù)固定相和柱溫直接與文獻(xiàn)值對照而不必使用標(biāo)準(zhǔn)試樣.2021/1/420第二十頁，共46頁。18.色譜定量分析中,為什么要用定量校正因子在什么條件下可以不用校正因子解:在利用歸一化法分析校正因子相同的物質(zhì),如同系物中沸點相近的組分測定,可不考慮校正因子;同時使用內(nèi)標(biāo)和外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法時,可以不必測定校正因子.2021/1/421第二十一頁，共46頁。1．外標(biāo)法外標(biāo)法是色譜定量分析中較簡易的方法．該法是將欲測組份的純物質(zhì)配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。使?jié)舛扰c待測組份相近。然后取固定量的上述溶液進(jìn)行色譜分析．得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的對應(yīng)色譜團(tuán)，以峰高或峰面積對濃度作圖．這些數(shù)據(jù)應(yīng)是個通過原點的直線．分析樣品時，在上述完全相同的色譜條件下，取制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時同樣量的試樣分析、測得該試樣的響應(yīng)訊號后．由標(biāo)誰曲線即可查出其百分含量．此法的優(yōu)點是操作簡單，因而適用于工廠控制分析和自動分析；但結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于進(jìn)樣量的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性．19.有哪些常用的色譜定量方法試比較它們的優(yōu)缺點和使用范圍2021/1/422第二十二頁，共46頁。2．內(nèi)標(biāo)法當(dāng)只需測定試樣中某幾個組份．或試樣中所有組份不可能全部出峰時，可采用內(nèi)標(biāo)法．具體做法是：準(zhǔn)確稱取樣品，加入一定量某種純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，然后進(jìn)行色譜分析．根據(jù)被測物和內(nèi)標(biāo)物在色譜圖上相應(yīng)的峰面積(或峰高）)和相對校正因子．求出某組分的含量．內(nèi)標(biāo)法是通過測量內(nèi)標(biāo)物與欲測組份的峰面積的相對值來進(jìn)行計算的，因而可以在—定程度上消除操作條件等的變化所引起的誤差．內(nèi)標(biāo)法的要求是：內(nèi)標(biāo)物必須是待測試樣中不存在的；內(nèi)標(biāo)峰應(yīng)與試樣峰分開，并盡量接近欲分析的組份．內(nèi)標(biāo)法的缺點是在試樣中增加了一個內(nèi)標(biāo)物，常常會對分離造成一定的困難。2021/1/423第二十三頁，共46頁。3．歸一化法歸一化法是把試樣中所有組份的含量之和按100％計算，以它們相應(yīng)的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù)．通過下列公式計算各組份含量：由上述計算公式可見，使用這種方法的條件是：經(jīng)過色譜分離后、樣品中所有的組份都要能產(chǎn)生可測量的色譜峰．·該法的主要優(yōu)點是：簡便、準(zhǔn)確；操作條件(如進(jìn)樣量，流速等)變化時，對分析結(jié)果影響較小．這種方法常用于常量分析，尤其適合于進(jìn)樣量很少而其體積不易準(zhǔn)確測量的液體樣品．2021/1/424第二十四頁，共46頁。20.在一根2m長的色譜柱上,分析一個混合物,得到以下數(shù)據(jù):苯、甲苯、及乙苯的保留時間分別為1’20“,2‘2”及3’1“；半峰寬為0.211,0.291,0.409，已知記錄紙速為12001,求色譜柱對每種組分的理論塔板數(shù)及塔板高度。解：三種組分保留值用記錄紙上的距離表示時為：苯：（1+20/60）×[（1200/10）/60]=2.67甲苯：(2+2/60)×2=4.07乙苯:(3+1/60)×2=6.032021/1/425第二十五頁，共46頁。故理論塔板數(shù)及塔板高度分別為：甲苯和乙苯分別為：1083.7,0.18;1204.2,0.172021/1/426第二十六頁，共46頁。21.解：（1）從圖中可以看出，2=17,Y2=1,所以；n=16(22)2=16×172=4624(2)t’R1=1-=14-1=13t”R22–=17-1=162021/1/427第二十七頁，共46頁。相對保留值a=t’R2’R1=16/13=1.231根據(jù)公式：16R2[(1.231/(1.231-1)]2通常對于填充柱，有效塔板高度約為0.1,代入上式，得：102.2?1m2021/1/428第二十八頁，共46頁。22.分析某種試樣時，兩個組分的相對保留值r21=1.11,柱的有效塔板高度1，需要多長的色譜柱才能完全分離？解：根據(jù)公式得L=3.665m2021/1/429第二十九頁，共46頁。23.已知記錄儀的靈敏度為0.6581,記錄紙速為21,載氣流速F0=為681,進(jìn)樣量12℃時0.5飽和苯蒸氣，其質(zhì)量經(jīng)計算為0.11，得到的色譜峰的實測面積為3.842.求該檢測器的靈敏度。24.解：略（參見公式2-44，50，51）解：將c1=0.658mV.cm-1,c2=1/2min.cm-1,F0=68mL.min-1,m=0.11mg代入下式：即得該檢測器的靈敏度：2021/1/430第三十頁，共46頁。25.丙烯和丁烯的混合物進(jìn)入氣相色譜柱得到如下數(shù)據(jù)：計算：（1）丁烯的分配比是多少？（2）丙烯和丁烯的分離度是多少？解：（1）t’R(B)=(4.8-0.5)/0.5=8.6(2)R=[(B)(P)]×2/()=(4.8-3.5)×２／(1.0+0.8)=1.442021/1/431第三十一頁，共46頁。26.某一氣相色譜柱，速率方程中A,B,C的值分別為0.15,0.3621和4.3×10-2s，計算最佳流速和最小塔板高度。解：=()1/2=(0.36/4.3×10-2)1/2=2.891=A+2()1/2=0.15+2×(0.36×4.3×10-2)1/2=0.402021/1/432第三十二頁，共46頁。27.在一色譜柱上，測得各峰的保留時間如下：求未知峰的保留指數(shù)。解：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式得：

I=[(14.8–13.3)/(17.313.3)+8]×100=840.6428.化合物A與正二十四烷及正二十六烷相混合注入色譜柱進(jìn)行試驗，得調(diào)整保留時間為A,10.20,24H50,9.81,26H54,11.56,計算化合物A的保留指數(shù)。解；同上。2021/1/433第三十三頁，共46頁。29.測得石油裂解氣的氣相色譜圖（前面四個組分為經(jīng)過衰減1/4而得到），經(jīng)測定各組分的f值并從色譜圖量出各組分峰面積為：用歸一法定量，求各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少？2021/1/434第三十四頁，共46頁。解：根據(jù)公式：故：4,2,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：4=(214×0.74×4/2471.168)×10025.63%2=(4.5×1.00×4/2471.168)×100%=0.73%2H4=(278×4×1.00/2471.168)×100%=45.00%2H6=(77×4×1.05/2471.168)×100%=13.09%3H6=(250×1.28/2471.168)×10012.95%3H8=(47.3×1.36/2471.68)×1002.60%2021/1/435第三十五頁，共46頁。30.有一試樣含甲酸、乙酸、丙酸及不少水、苯等物質(zhì)，稱取此試樣1.055g。以環(huán)己酮作內(nèi)標(biāo)，稱取環(huán)己酮0.1907g，加到試樣中，混合均勻后，吸取此試液3進(jìn)樣，得到色譜圖。從色譜圖上測得各組分峰面積及已知的S’值如下表所示：求甲酸、乙酸、丙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2021/1/436第三十六頁，共46頁。解：根據(jù)公式：求得各組分的校正因子分別為：3.831;1.779;1.00;1.07代入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式中得到各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：w甲酸＝(14.8/133)×(0.1907/1.055)×3.831×100%=7.71%w乙酸=(72.6/133)×(0.1907/1.055)×1.779×100%=17.55%w丙酸＝(42.4/133)×(0.1907/1.055)×1.07×100%=6.17%2021/1/437第三十七頁，共46頁。31.在測定苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯的峰高校正因子時，稱取的各組分的純物質(zhì)質(zhì)量，以及在一定色譜條件下所得色譜圖上各組分色譜峰的峰高分別如下：求各組分的峰高校正因子，以苯為標(biāo)準(zhǔn)。解：對甲苯：f甲苯＝()×()=180.1