江苏大学-色谱分析法

色谱习题解答色谱习题解答 P362 363 3 在某气相色谱柱上组分 A 流出需 15 0 min 组分 B 流出需 25 0 min 而不溶于固定相 的物质 C 流出需 2 0 min 问 1 B 组分相对于 A 的相对保留时间是多少 2 A 组分相对于 B 的相对保留时间是多少 3 组分 A 在柱中的容量因子是多少 4 组分 B 流出柱子需 25 0 min 那么 B 分子通过固定相的平均时间是多少 解 由题可知 tA 15 0 min tB 25 0 min t0 tC 2 0 min tA tA t0 13 0 min tB tB t0 23 0 min 1 B 组分相对于 A 的相对保留时间为 B A tB tA 23 0 13 0 1 77 2 A 组分相对于 B 的相对保留时间为 A B tA tB 13 0 23 0 0 57 3 组分 A 在柱中的容量因子 k tA t0 13 0 2 0 6 5 4 组分 B 流出柱子需 25 0min 那么 B 分子通过固定相的平均时间为 25 0 2 0 23 0 min 6 在某色谱分析中得到下列数据 保留时间 tR 为 5 0 min 死时间 tM 为 1 0 min 液相体积 Vs 为 2 0 mL 柱出口载气体积流量 F0 为 50 mL min 1 试计算 1 分配比 k 2 死体积 Vm 3 分配系数 K 4 保留时间 VR 解 由题知 tR 5 0 min tM 1 0 min Vs 2 0 mL F0 50 mL min 1 1 分配比 k tR tM tR tM tM 5 0 1 0 1 0 4 2 死体积 Vm F0 tM 50 mL 3 分配系数 K k Vm Vs 4 50 2 100 4 保留体积 VR F0 tR 250 mL 7 某色谱峰峰底宽为 50 s 它的保留时间为 50 min 在此情况下 该柱子有多少块理论 塔板 解 由题知 Yt 50s tR 50 min 3000s 则 该柱子的理论塔板数为 n 16 tR Yt 2 16 3000 50 2 57600 块 12 已知 21 12 2 YY tt Rs RR 设相邻两峰的峰底宽度相等 证明 2 2 114k kn Rs 证明 如 Y1 Y2 即得证 P383 6 已知含 n C10 n C11和 n C12烷烃的混合物 在某色谱分析条件下流出时 n C10和 n C12 调整保留时间分别为 10 和 14 min 求 n C11的调整保留时间 解 碳数规律 lgt R A1n C1 n C10烷烃 n 10 lgt R n C10 lg10 1 000 n C12烷烃 n 12 lgt R n C12 lg14 1 146 根据 n C10烷烃 n C12烷烃的数据 1 000 10A1 C1 1 146 12A1 C1 解方程得 A1 0 073 C1 0 27 n C11烷烃有 11 个碳 n 11 lgt R n C11 11 0 073 0 27 1 073 t R n C11 11 8 min 即 n C11烷烃的调整保留时间为 11 8 min 7 在某一色谱分析条件下 把含 A 和 B 以及相邻的两种正构烷烃的混合物注入色谱柱 分析 A 在相邻的两种正构烷烃之间流出 它们的调整保留时间分别为 10 min 11 min 和 12 min 最先流出的正构烷烃的保留指数为 800 而组分 B 的保留指数为 882 3 求组分 A 的保留指数 试问 A 和 B 有可能是同系物吗 解 n 800 100 8 IA 852 3 IB IA 30 不是 100 的整数倍 A 和 B 不是同系物 11 根据碳数规律 推导下式 lg lg lg lg 100 1 nRnR nRxR tt tt nIx 证明 根据碳数规律 lgt R x Ax C 1 lgt R n An C 2 lgt R n 1 A n 1 C 3 则 1 2 得 lgt R x lgt R n A x n 3 2 得 lgt R n 1 lgt R n A 即得证 P406 7 在硅胶柱上 用甲苯为流动相时 某溶质的保留时间为 28 min 若改用四氯甲烷或 三氯甲烷为流动相 试指出哪一种溶剂能减小溶质的保留时间 答 该体系为正相色谱体系 在该体系中流动相的极性增大保留值减少 流动相甲苯 四氯化碳及三氯甲烷的溶剂强度参数分别是 0 29 0 18 0 40 因此选用溶剂强度参数 大于甲苯的三氯甲烷 可缩短该溶质的保留时间 15 在一根正相分配柱上 当用体积比为 1 1 的氯仿和正己烷为流动相时 某试样的保 留时间达 29 1 min 不被保留组分的保留时间为 1 05 min 试计算 a 试样物质的容量因子 k b 当容量因子 k 降到 10 时 流动相的组成 解 a 试样物质的容量因子 k tr t0 t0 29 1 1 05 1 05 26 7 b 混合溶剂的极性指数 P AB AP A BP B 当流动相为 1 1 的氯仿和正己烷时 P A P 氯仿 4 1 P B P 正己烷 0 1 从而 P 1 0 5 4 1 0 5 0 1 2 1 当容量因子降为 10 时 k2 10 对正相分离 k2 k1 10 P 1 P 2 2 则 lg k2 k1 P 1 P 2 2 lg 10 26 7 0426 P 2 2 95 AP A BP B A 4 1 B 0 1 1 A B 1 2 结合 1 和 2 式可得 A 71 B 29 故当容量因子降为 10 时 流动相的组成为 71 氯仿 29 正己烷 武汉大学 2001 一 选择题 每题 1 分 共 15 分 2 用色谱法对复杂未知物进行定性分析的最有效方法是 b b a 利用检测器的选择性定性 b 利用已知物对照法定性 c 利用文献保留数据定性 4 在气 液色谱分析中 当两组分的保留值很接近 且峰很窄 但只能部分分 离 其原因是 d d a 柱效能太低 b 容量因子太大 c 柱子太长 d 固定相选择性不好 5 在 GC 和 LC 中 影响柱的选择性不同的因素是 a a a 固定相的种类 b 柱温 c 流动相的种类 4 分配 比 7 分离有机胺时 最好选用的色谱柱为 d d a 非极性固定液柱 b 低沸点固定液柱 c 空间排阻色谱柱 d 氢键型固定液柱 8 影响谱线变宽的最主要因素是以下哪种 b b a 自然变宽 b 热变宽 c 碰撞变宽 d 自吸变宽 10 适合于植物中挥发油成分分析的方法是 d d a 原子吸收光谱 b 原子发射光谱 c 离子交换色谱 d 气相色谱 武汉大学 2002 年 8 应用 GC 方法来测定痕量硝基化合物 宜选用的检测器为 c c a 热导池检测器 b 氢火焰离子化检测器 c 电子捕获检测器 d 火焰光度检测器 9 用反相液相色谱分离苯 甲苯 乙苯 联苯 先流出色谱柱的组分是 c c a 乙苯 b 甲苯 c 苯 d 联苯 武汉大学 2005 年 5 用反相液相色谱分离苯 甲苯 乙苯 联苯 先流出色谱柱的组分是 c c a 乙苯 b 甲苯 c 苯 d 联苯 6 在以下因素中 不属动力学因素的是 b b a 液膜厚度 b 分配系数 c 扩散速度 d 载体粒度 8 在液相色谱中 范氏方程中的哪一项对柱效能的影响可以忽略不计 b b a 涡流扩散项 b 分子扩散项 c 固定相传质阻力项 d 流动相中的传质阻力 武汉大学 2006 年 6 在色谱流出曲线上 两峰间距离决定于相应两组分在两相间的 2 2 1 保留值 2 分配系数 3 扩散速度 4 传质速率 10 分离因子 2 2 1 与柱温无关 2 与所用固定相有关 3 同气化温度有关 4 与柱填充状况及流速有关 武汉大学 2002 年 二 请判断下列叙述对与错 对的在题前括号中打二 请判断下列叙述对与错 对的在题前括号中打 错的打 错的打 每 每 题题 1 1 分分 共共 1212 分 分 1 色谱 质谱联用技术适用于作多组分混合物中未知物组分的定性鉴 定 判断化合物的分子结构及测定未知组分的相对分子量 2 对于难挥发和热不稳定的物质 可用气相色谱法进行分析 3 对于高沸点 热稳定性差 相对分子量大的有机物原则上可用高效 液相色谱法进行分离 分析 武汉大学 2001 年 二 填空 每空 1 分 共 30 分 2 气相色谱分析中常用的通用检测器有 热导池热导池 火焰离子化火焰离子化 前者是 浓度浓度 型 而后者是 质量质量 型 武汉大学 2005 年 2 气相色谱分析中常用的通用检测器有 热导池热导池 火焰离子化火焰离子化 前者是 浓度浓度 型 而后者是 质量质量 型 武汉大学 2006 年 2 液相色谱分析法常使用的化学键合反相色谱填充柱是 十八烷基键合硅胶十八烷基键合硅胶 填充柱或填充柱或 ODS CODS C18 18 分离原理是 疏水作用 疏水作用 常使用 极性溶极性溶 剂 如水剂 如水 甲醇 甲醇 流动相 分析分离 难挥发弱极性难挥发弱极性 类化合物 武汉大学 2001 年 三 问答题 3 简述毛细管区带电泳和胶束电动毛细管色谱的异同点 答 毛细管区带电泳是利用被分离离子在电场作用下移动的速率不同 电泳答 毛细管区带电泳是利用被分离离子在电场作用下移动的速率不同 电泳 淌度差异 而实现分离的一种高效分离技术 毛细管中电解质溶液的移淌度差异 而实现分离的一种高效分离技术 毛细管中电解质溶液的移 动是电渗引起的 毛细管区带电泳只适合于离子或可电离物质的分离 动是电渗引起的 毛细管区带电泳只适合于离子或可电离物质的分离 胶束电动毛细管色谱是在毛细管区带电泳的基础上派生出的一种高效分胶束电动毛细管色谱是在毛细管区带电泳的基础上派生出的一种高效分 离技术 在毛细管区带电泳的缓冲溶液中添加浓度高于胶束临界浓度的离技术 在毛细管区带电泳的缓冲溶液中添加浓度高于胶束临界浓度的 表面活性剂 使其形成胶束相 因此 被分离对象在电场作用下的移动表面活性剂 使其形成胶束相 因此 被分离对象在电场作用下的移动 速度不仅取决于受电渗流和自身电泳 而且与它们在胶束相与水相之间速度不仅取决于受电渗流和自身电泳 而且与它们在胶束相与水相之间 的分配系数有关 胶束电动毛细管色谱可用于离子 可电离物质以及中的分配系数有关 胶束电动毛细管色谱可用于离子 可电离物质以及中 性化合物的分离 性化合物的分离 武汉大学 2002 年 6 画出气相色谱流程图 解释色谱峰展宽的主要原因 答 载气源 进样口和气化室 色谱柱和柱温箱 检测器 记录系统 载气源 进样口和气化室 色谱柱和柱温箱 检测器 记录系统 运用速率方程解释色谱峰展宽运用速率方程解释色谱峰展宽 武汉大学武汉大学 20052005 年年 2 画出高效液相色谱仪基本结构示意图 答 储液瓶 高压泵 进样器 色谱柱 检测器 记录系统答 储液瓶 高压泵 进样器 色谱柱 检测器 记录系统 武汉大学武汉大学 20062006 年年 4 有人推荐用反相离子对色谱分离分析样品中的碘离子 你认为可行吗 为什么 答 可行 在流动相添加阳离子表面活性剂 使其与碘离子形成离子对 可答 可行 在流动相添加阳离子表面活性剂 使其与碘离子形成离子对 可 在反相固定相上保留 在反相固定相上保留 6 根据范氏方程 试简要分析要实现气相色谱快速分析应注意哪些操作条件 答 答 根据范氏方程 要实现气相色谱快速分析应注意 根据范氏方程 要实现气相色谱快速分析应注意 1 1 应该选择相对分子质量较小的载气 如应该选择相对分子质量较小的载气 如 H H2 2 He He 同时还应该考虑载气对不同检测器 同时还应该考虑载气对不同检测器 的适应性 的适应性 2 2 柱温不能高于固定液的最高使用温度 以免引起固定液的挥发流失 在使最难分离组分 柱温不能高于固定液的最高使用温度 以免引起固定液的挥发流失 在使最难分离组分 能尽可能好的分离的前提下 尽可能采用较低的温度 但以保留时间适宜 峰形不拖尾能尽可能好的分离的前提下 尽可能采用较低的温度 但以保留时间适宜 峰形不拖尾 为度 为度 3 3 固定液用量 担体表面积越大 固定液用量可以越高 允许的进样量也越多 但为了改 固定液用量 担体表面积越大 固定液用量可以越高 允许的进样量也越多 但为了改 善液相传质 应使固定液膜薄一些 善液相传质 应使固定液膜薄一些 4 4 对担体的要求 担体表面积要大 表面和孔径均匀 粒度要求均匀 细小 但不宜过小 对担体的要求 担体表面积要大 表面和孔径均匀 粒度要求均匀 细小 但不宜过小 以免使传质阻力过大 以免使传质阻力过大 5 5 进样速度要快 进样量要少 一般液体试样 进样速度要快 进样量要少 一般液体试样 0 1 5uL 0 1 5uL 气体试样气体试样 0 1 10mL 0 1 10mL 6 6 气化温度 气化温度要高于柱温 气化温度 气化温度要高于柱温 30 70 30 70 武汉大学武汉大学 20022002 年年 四 计算题 每题每题 1010 分 共分 共 2020 分 答在答题纸上分 答在答题纸上 2 在一根 3 m 长的色谱柱上分析某试样时 得如下色谱图及数据 如果当 b 峰的底宽 Wb 1min 时 试计算 1 a 和 b 组分的调整保留时间 t Ra和 t Rb 2 两个组分的相对保留值 3 该色谱柱的有效塔板数n有效 4 如果要使两组分的分离度 R 1 5 需要有效塔板数为多少 此时应 使用多长的色谱柱 解 1 t1 tR 1 R 1 15 15 1 1 1414 minmin t tR 2 R 2 17 17 1 1 1616 minmin 2 2 t tR 2 R 2 t tR 1R 1 16 14 16 14 1 141 14 3 3 n n1 1 有效 有效 16 t 16 tR 2 R 2 Wb 2 Wb 2 16 16216 162 40964096 4 4 n n2 2 有效 有效 16 1 52 1 14 1 14 1 2 16 1 52 1 14 1 14 1 2 23872387 5 L5 L2 2 n n2 2有效有效 n n1 1有效 有效 L L1 1 2387 40962387 4096 3 00 3 00 1 751 75 m m 该用该用 1 751 75 米以上的色谱柱米以上的色谱柱 武汉大学武汉大学 20052005 年年 1 用热导池为检测器的气相色谱法分析仅含乙醇 庚烷 苯和乙酸乙酯的混 合试样 测得它们的峰面积分别为 5 00 cm2 9 00 cm2 4 00 cm2和 7 00cm2 它们的重量相对校正因子分别为 0 64 0 70 0 78 和 0 79 求它 们各自质量分数 解解 据据 W Wi i f fi i A Ai i f fi i A Ai i 化合物化合物 f fi i A Ai i 质量分数 质量分数 乙醇乙醇 5 00 0 645 00 0 64 0 180 18 庚烷庚烷 9 00 0 709 00 0 70 0 350 35 苯苯 4 00 0 784 00 0 78 0 170 17 乙酸乙酯乙酸乙酯 7 00 0 797 00 0 79 0 310 31 f fi i A Ai i 18 15 18 15 3 在某色谱分析中得到下列数据 保留时间为 5 0 min 死时间为 1 0 min 固定相体积为 2 0 mL 柱出口载气流速为 50 mL min 试计算 1 分配比 2 死体积 3 分配系数 4 保留体积 解 解 1 1 分配比 分配比 4 4 2 2 死体积 死体积 5050 mlml 3 3 分配系数 分配系数 100100 4 4 保 保 留体积留体积 250250 mlml 4 组分 A 和