仪器分析习题答案第十二章

第十二章色谱分析法简要说明气相色谱法的分离原理。答：利用不同物质在固定相和流动相中具有不同的分配系数，当两相作相对移动时，使这些物质在两相间进行反夏多次分配，原来微小的分配差异产生了很明显的分离效果，从而依先后顺序流出色谱柱。气相色谱仪有哪些主要部件，各有什么作用？答：气相色谱仪的主要部件有：高压气瓶、气化室、恒温箱、色谱柱、检测器。高压气瓶：储存载气。气化室：将液体或固体试样瞬间气化，以保证色谱峰有较小的宽度。色谱柱：分离试样。恒温箱：严格控制色谱柱的温度。检测器：检测从色谱柱中流出的样品。3.试述热导池检测器及氢火焰电离检测器的工作原理。答：热导池检测器是基于被分离组分与载气的导热系数不同进行检测的，当通过热导池池体的气体组成及浓度发生变化时，引起热敏元件温度的改变，由此产生的电阻值变化通过惠斯登电桥检测，其检测信号大小和组分浓度成正比。氢火焰电离检测器是根据含碳有机物在氢火焰中发生电离的电理而进行检测的。根据速率理论方程式，讨论气相色谱操作条件的选择答：见课木214 216页。A、B//、C四三项的物理意义。答：A：涡流扩散项，在填充色谱中，当组分随载气|可柱出口迁移时，碰到填充物颗粒阻碍会不断改变流动方向，使组分在气相中形成紊乱的类似“涡流”的流动，因而引起色谱峰的变宽。B/p：分了扩散项，是由于色谱柱内沿轴1自发地产生由高浓度向低浓度的扩散，从而使色谱峰变宽。Cg：传质阻力项。如何选择气一液色谱固定液？答：（1）极性组分，一般选择非极性固定液。（2）中等极性的组分，一般选用中等极性的固定液。强极性组分，选用强极性固定液。极性与非极性组分的混合物，一般选用极性固定液。答：色谱定性分析的依据是：保留值。主要的定性分析方法：（1）利用保留值与已知物对照定性。利用保留值经验规律定性。根据文献保留数据定性。色谱定量分析的依据是：被测组分的质量与其色谱峰面积成正比。主要的定量分析方法：（1）归一化法。内标法。标准曲线法。231页。125C,130.0kPa,WOkPa,27°C29.5mL・min2.70kPa,0.12min,5.34min。计算：(1)压力校正因了j;(2)校正到柱温柱压下的平均载气流量万,；(3)死体积V。；(4)该组分的调整保留体积(1)(2)

.33"。)2-1_3(130.0/100)2—1]—-------------;---.-----------------------;-------—v.OU4/Fc=

j=29.5x

Z70

0.8647=32.9mlmin1oPo7； 100 300(3)此=%.%=0.12x32.9=3.9*(4)VR,FQ=5.34x32.9=\75.7mL60.0cm,0.8cm,30mL・mL”，空气、苯和甲苯的保留时0.25min,1.58min3.43nin。计算：(1)苯的分配比;(2)柱的流动相体积V；v(假设柱的总体积为Vg+V)(3)苯的分配系数；(4)留值。解：(1) R=

。至=5.32r00.25(2) =30x0.257.5匝QQ匕=60.0x勿x(―)2-V=30.1-7.5=22.6mLK 75(3) K=k==5.32x—=1.76匕22.6“(4) y=“

t’R甲苯3.43-0.253.18—=----T =-------=—=----'甲札茶 1.58-0.25 1.331。4100s、1000s和104s时的峰底宽度(WQ分别是多少？假设色谱峰均为符合正态分布。解：vn16x（-^-）^ 1。4块Wb=4•久出即，/n=100s时,w.=4sR bbrn=1000s时，w.=40sbtn=104s时，w.-400sR b1.94min,9.7s,假设色谱峰呈Im,解：.・.％】=16・（工）2Wb=16.（些约2=2304块9.7v L又••.％］、=TZ—1000…4/.n坤= =0.434mm或2304 4200a15.05min14.82min。（1）这两个化合物在此色谱柱上的分离度是？（2）R=1.0,需要多少块有效理论塔板？解：（1）...R=4

.「RtR⑵.•卫=辱•冬些=0.254 15.056项_庙15.05-14.82（Z）1.u=4

15.05M=68507块 3m16min,Imin,计算：（1）该色谱柱的有效理论塔板数；（2）两个组分的相对保留值；（3）R=1.5,需要有效理论塔板数为多少？此时应使用多长的色谱柱？解：⑴⑴M=L6・qlWb(2)=4096块⑵九=毋K

IR⑴16二1.23⑶R=虹公4r2,i1qJ^effL23-14 1.23neff=1030块..上=土.nefflneft23二L?4096-2.・.L=0.75m2对某特定的气相色谱体系，假设范第姆特方程式中的常数A=0.05cm, B=0.50cm'sC=0.10s。计算其最佳线速度和相应的最小理论塔板高度。 ",解：A)pt

B_0.50c~volo =2.24cms-1

时,测得相应的C；（2）最佳H.=A+2VBC=0.05+2j0.50x0.10=0.50cm2m,4.0cms'16.0cms'18.0cm-s'1323,308253o计算：（1）A、B、速度；（3）谱柱的理论塔板数。解：1 2 (1)・.・"|=4.0cm・s'=6.0cm-s1,^=8.0cm-s'1n=323块，n=308块，n=1 2 253块L=2m/.H=-nH,=0.62,H2=0.65,H3=0.79乂H=A+旦+C."以R.••0.62=A+——+4.0R0.65=A+——+C6.00.79=A+—+C-8.08.0

……(1)……(2)6.0D……(3)(2)-(1)得：2.0C——=0.03012(3)-(2)得：2.0C——=0.1424(5)-(4)得：

……(4)……(5)B=2.64cm2-s-1 ……(6)把(6)代入(4)得：C=0.125s ……(7)把(6)(7)代入(1)得：A=-0.54cm_/B"_12.64_rn-1oplVCv0.125(3)Hinin=A+2VBC=-0.54+2^2.64x0.125=0.61cmnefT=上=驱=328块Hmin0.61化合物A为：A10.20minn-C24H509.81minn-C25H5211.56min0A的保留指数(IA)•解：R(A)R(n)

10.20min=9.81min=11.56minR(nH)n=24=100x(n+=100x(n

Igt-IgtOR(A)DR(n>Igt-IgtDRfii+I)DlglO.20—lg9.81lgll.56—lg9.81DRfii+I)D=100x(24+0.24)=2424化合物Ai/crrr化合物Ai/crrrfi乙醇5.00.64正庚烷9.00.70苯4.00.78乙醇乙酯7.00.79计算各组分的质量分数。叫=A.A+4Z-w

00/5.0x0.64

x100%7浴= 乙'5.0x0.64+9.0X0.70+4.0x0.78+7.0x0.79=17.63%w—100^/()=34.71%

9.0x0.70 x4.0x0.785.0x0.64+9.0x0.70+4.0x0.78+7.0x0.79

xlOO%=17.19%W/愁/酉匕=

7.0x0.79 x100%乙”乙血5.0x0.64+9.0x0.70+4.0x0.78+7.0x0.79=30.47%0.0573g5.869g164m2186m）0.590.56丙烷中水的质量分数。解：...叫二m.tnsfA.5=北£〃=

186x0,56

.0.0573=0.0617g水fAs

s164x0.59心=〃'水x100%=00617x100%=1.05%'环氧丙烷5.869用色谱法测定花生中农药（稳杀特）的残留量。称取5.00g试样，经适当处理后，用油醍萃取其