色谱分析法习题及答案

1、色谱分析法习题及答案1色谱法有哪些类型？其分离的基本原理是什么？答：气体为流动相的色谱称为气相色谱（GC），根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（GSC）和气液色谱（GLC）液体为流动相的色谱称液相色谱（LC）。同理，液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）。随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。2试述热导池及氢焰离子化检测器的原理？答：热导池检测器是利用组分蒸气与载气导热系数不同来测定各组分的 氢焰

2、离子化检测器是利用有机物在氢气空气火焰中产生离子化反应而生成许多离子对，在加有电压的两极间形成离子流3如何选择气液色谱的固定液？答：对固定液的选择并没有规律性可循。一般可按“相似相溶”原则来选择。在应用时，应按实际情况而定。（i）分离非极性物质：一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。（ii）分离极性物质：选用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小的先流出，极性大的后流出。（iii）分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非极性组分先流出，极性组分后流出。（vi）分离能形成氢键的试样：一般选用极性或氢键型固定液。试样中各组分按与固定

3、液分子间形成氢键能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。（v）复杂的难分离物质：可选用两种或两种以上混合固定液。对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。对固定液的要求： 首先是选择性好另外还要求固定液有良好的热稳定性和化学稳定性；对试样各组分有适当的溶解能力；在操作温度下有较低蒸气压，以免流失太快。（a在操作温度下呈液态，并有足够的稳定性，能溶解被分离混合物中的各组分，且不与组分发生化学反应。b在操作温度下粘度要低，以保证固定液能均匀分布在担体上形成均匀的液膜。c对被分离的各组分有足够的分离能力。）4柱的分离效能指标H与分配比k，相对保留值 ，分离度R之

4、间有什么关系？解： 5气相色谱法有哪些常用的定性分析方法和定量分析方法？答：常用的定性分析方法：绝对保留值法，相对保留值法，加入已知物峰高增加法，保留指数定性常用的定量分析方法：归一化法，内标法，外标法6影响分辨率的因素有哪些？如何选择最佳的工作条件？答：R=0.59R工作条件的选择：(1)柱长的选择固然增加柱长可使理论塔板数增大，但同时使峰宽加大，分析时间延长。因此，填充柱的柱长要选择适当。过长的柱子，总分离效能也不一定高。一般情况下，柱长选择以使组分能完全分离，分离度达到所期望的值为准。具体方法是选择一根极性适宜，任意长度的色谱柱，测定两组分的分离度，然后根据基本色谱分离方程式，确定柱长是

5、否适宜。 (2)载气及其流速的选择当载气线速度较小时，宜选择相对分子量较大的载气；当载气线速度较大时，宜选择相对分子量较小的载气载气的选择还要考虑与检测器相适应 (3)柱温的选择柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度在使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。具体操作条件的选择应根据实际情况而定。 另外，柱温的选择还应考虑固定液的使用温度，柱温不能高于固定液的最高使用温度，否则固定派挥发流失，对分离不利。 (4)载体粒度及筛分范围的选择 载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高。但粒度也不能太小。否则，阻力压也急剧增大。一般粒度直径

6、为柱内径的120l25为宜。在高压液相色谱中，可采用极细粒度，直径在m数量级。 (5)固定液及其配比分离气体及低沸点组分可采用10%25配比，其它组分采用5%20配比为宜。 (6)进样量的选择在实际分析中最大允许进样量应控制在使半峰宽基本不变，而峰高与进样量成线性关系。一般说来，气体样品进样量为0.110 mL，液体样品进样量为0.110 mL7色谱定量分析时，为什么要引入定量校正因子？答：由于组分的峰面积与其重量或百分含量不成正比，也就是说，在同一类型的检测器上，重量或浓度相同的不同物质，在同一条件下，产生的信号是不一样的（得到的色谱峰面积却常常不同）；在不同类型的检测器上，同一种物质产生的

7、信号也是不一样的因此，为使产生的响应信号（测出的峰面积）能定量代表物质的含量，就要对峰面积进行校正，即在定量计算时要引入校正因子。8试述塔板理论和速率理论的要点？答：塔板理论反色谱柱看作一个蒸馏塔，借用蒸馏塔中“塔板”的概念来描述组分在两相间的分配行为它的贡献在于解释色谱流出曲线的形状，推导出色谱流出曲线方程，及理论塔板数的计算公式，并成功地解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置，还提出了计算和评价柱效的参数。 速率理论提出，色谱峰受涡流扩散、分子扩散、气液两相间的传质阻力等因素控制，从动力学基础上较好解释影响板高的各种因素，对选择合适的操作条件具有指导意义根据三个扩散方程对塔板高度H的影响，

8、导出速率理论方程或称Van Deemter方程式： H=A + B/u + Cu 式中u为流动相的线速度；A，B，C为常数，分别代表涡流扩散项系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。9一根2 m长的填充柱的操作条件及流出曲线的数据如下： 流量 20 mLmin（50） 柱温50 柱前压力：133.32 kpa 柱后压力101.32kPa 空气保留时间0.50 min 正己烷保留时间3.50 min 正庚烷保留时间4.10 min 计算正己烷，正庚烷的校正保留体积； 若正庚烷的半峰宽为0.25 min，用正庚烷计算色谱柱的理论塔板数和理论塔板高度； 求正己烷和正庚烷的分配比k1和k2。解：F=20

9、mL/min, t0=30s=0.50min, t已=3.50min=210s, t庚=4.10min=250s V已=F(t已t0)=20×(3.500.50)=60mL V庚=F(t庚t0)=20×(4.100.50)=72mL W1/2(庚)0.25min n理=5.54×(t/W1/2)2=5.54×(4.10/0.25)2=1490 H=L/n理=200/1490=0.13cm对正已烷，若半峰宽也为0.25min，则W1/2(已)0.25minn理=5.54×(t/W1/2)2=5.54×(3.5/0.25)2=1086H=

10、L/n理=200/1086=0.184cm10正庚烷与正己烷在某色谱柱上的保留时间为94s和85s，空气在此柱上的保留时间为10s，所得理论塔板数为3900块，求此二化合物在该柱上的分离度？解：已知n理=3900, t0=10s, t1=85s, t2=94s n理=16×(t1/w1)2    n理=16×(t1/w1)2  即3900=16×(85/w1)2    3900=16×(94/w2)2  求得w1=5.44s, w2=6.02s11在某色谱柱上，二组分的相对保留值为1.211。若

11、有效板高度为0.1cm，为使此组分在该色谱柱上获得完全分离，求所需色谱柱的最低长度？ 解：已知Heff=0.1cm, r21=1.211, R=1.5cm，近似为120cm12一液体混合物中，含有苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯。用气相色谱法，以热导池为检测器进行定量，苯的峰面积为1.26 cm2。甲苯为0.95 cm2，邻二甲苯为2.55 cm2，对二甲苯为1.04 cm2。求各组分的百分含量？（重量校正因子：苯0.780，甲苯0.794，邻二甲苯0.840对二甲苯0.812）。 解：A苯=1.26cm2 A甲苯=0.95cm2 A邻=2.55cm2 A对=1.04cm2 归一化法：f 苯=0.

12、780 f甲苯=0.794 f邻=0.840 f对=0.812 Y= f 苯A苯 + f甲苯A甲苯 + f邻A邻 + f对A对 =0.780×1.26 + 0.794×0.95 + 0.840×2.55 + 0.812×1.04 =0.9828 + 0.7543 + 2.142 + 0.8448=4.7236 W苯=0.9828/4.7236×100%=20.8% W甲苯=0.7543/4.7236×100%=16.0% W邻=2.142/4.7236×100%=45.3% W对=0.8448/4.7236×100

13、%=17.9%13在某一色谱柱上，下列各化合物的校正保留时间如下，求下述各化合物的保留指数。 正丁烷0.95 异辛烷13.7 1-己烯2.95 正戊烷1.80 2-甲基丁烷1.20 苯3.75 正己烷3.50 1-丁烯0.80 正辛烷8.4 正庚烷6.9514指出下列物质在正相色谱中的洗脱顺序（1）正己烷，正己醇，苯（2）乙酸乙酯，乙醚，硝基丁烷答：(1)苯、正已烷、正已醇；(2) 乙醚、硝基丁烷、乙酸乙酯15指出下列各种色谱法，最适宜分离什么物质？（1）气液色谱（2）正相色谱（3）反相色谱（4）离子交换色谱（5）凝胶色谱（6）气固色谱（7）液固色谱答：（1）气液色谱分离易挥发、受热稳定的物质（2）正相色谱分离极性亲水性化合物（3）反相色谱分离疏水性化合物（4）离子交换色谱离子型化合物（5）凝胶色谱分离相对分子量高的化合物，常用于鉴定聚合物（6）气固色谱分离气体烃类、永久性气体（7）液固色谱极性不同的化合物、异构体16根据范·第姆特方程式，推导出以常数A、B和C表示的最佳线速