分析化学第六版仪器分析课后答案李发美修订稿

分析化学第六版仪器分

析课后答案李发美

集团档案编码：DTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

(11200,0.18mm；6790,0.29mm)

n=5.54(

4.502)=112190.2/2.2000H==0.18mm112194.501.02neff

=5.54()=67870.2/2,2000Heff==0.29mm678714.在某色谱分析

中得到如下数据：保留时间tR=5.Omin,死时间tO=l.Omin,固定液体积Vs=2到如,载

气流速F=50ml/mino计算：(1)容量因子；(2)分配系数；(3)死体积；(4)

保留体积。(4.0,100,50ml,250ml)k='tRtt05.01.0=R==4.0t0

tO1.OV0=Fct0=50X1.0=50mlk=KVsVmK=kVmV50k0=

4.0X=100VsVs2.0VR=tRFc=50X50=250ml15.用一根2米长色谱

柱将两种药物A和B分离，实验结果如下：空气保留时间30秒，A与B的保留时间

分别为230秒利250秒，B峰峰宽为25秒。求该色谱柱的理论塔板数，两峰的分离

度。若将两峰完全分离，柱长至少为多少(1600,0.80,7m)2502)=1.6X103W

252(tRBtRA)2X(250230)(2)R二二二0.8(WB+WB)(25+25)(1)nB

=16()2=16X((3)若将两峰完全分离，分离度须达1.5o由R二L2=R2nL

na1k2可知：12=1=141+k2aR2n2L2tRB2LIR22X1.52==

7.0R120.82即柱长至少为7mo16.用一色谱柱分离A、B两组分，此柱的理论塔

板数为4200,测得A、B的保留时间分别为15.05min及14.82min。(1)求分离

度；(2)若分离度为1.0时，理论塔板数为多少(0.25,67200)(1)由n=16(WA

二WB二tR2)得W216XtRA16X15.052==0.9289(min)n4200216Xt

RB16X14.822==0.9147(min)n42002(tRAtRB)(15.0514.82)R二二2X

二0.25WA+WB0.92890.9147(2)由分离方程得R12nl=2R2n2n2=2n1

R2R12=42001.02=672000.2521617.一气相色谱柱在VanDeemter方程中A、B、

C值各为0.15cm,0.36cm2•si,4.3X102s。试计算最小塔板高度及最佳流速。

(0.399cm,2.85cm•si)Uopt=B0.36==2.85(cm/s)C0.0036最佳流速时对

应的板高为最小塔板高度Hmin=A+B0.36+CUopt=0.15++0.0043X

2.85=0.399cmUopt2.8518.在2米长的某色谱柱上，分析苯与甲苯的混合物，测

得死时间为0.20min,甲苯的保留时间为2.lOmin及半峰宽为0.285cm,记录纸速为

2cm/inin0己知苯比甲苯先流出色谱柱，且苯与甲苯的分离度为1.0。求(1)甲苯与苯

的分配系数比；苯的容量因了与保留时间；达到分离度为6。时，(2)(3)柱

长至少为多长(a=1.15、k苯=8.3、tR苯=1.86min＞柱长至少为4.5m)(1)n甲

苯=5.54(k甲苯=由R=LG=t'R甲苯t0=tR甲苯22.102)=5.54X

()=1.2X103Wl/20.285/22.100.20=9.50.20na1k2a1+k241.2

X103a19.5得Q=1.154a1+9.5k9.5=8.3k苯二甲苯二a1.15tR

苯二tO(1+k苯)=0.20X(1+8.3)=1.86minR12LI=2R2L2L2=2LI

R22X(1.5)2==4.52RI1.02即柱长至少为.5m。419.有一含有四种组分的样

品，用气相色谱法FID检测器归一化法测定含量，实验步骤如下：(1)测相对重量校

正因子，准确配制苯(内标)与组分a、c及d的纯品混合溶液，b、它们的重

量分别为0.435、0.653、0.864、0.864及1.760g。吸取混合溶液0.21,进样三

次，测得平均峰面积分别为4.00、6.50、7.60、8.10及15.0。(2)取样0.51,进

样三次，测得平均峰面积分别为3.50、4.50、4.00及2.00。求各种组分的相对重量

校正因子，以及各组分的重量百分数。(相对重量校正因子：fa=0.924、fb=1.04、

fc=0.981>fd=1.08o重量百分数：a=23.1%、b=33.4%、c=28.0%、d=15.4%)17fW(i)

=(a)=mi/AiAm=sims/AsAimsfW(b)=fW(d)4.00X0.

864=1.047.60X0.4354.00X1.76==1.0815.0X0.4354.

00X0.653=0.924;6.50X0.4354.00X0.864fW(c)==0.

981;8.10X0,435各组分的质量分数a=b=c=d=fw(a)AaLL£

Efw(i)Aifw(i)Aifw(i)Aifw(i)Ai====0.924X3.50

X100%=23.1%0.924X3.50+1.04X4.50+0.981X4.00+

1.08X2.001.04X4.50X100%=33.4%0.924X3.50+1.04

X4.50+0.981X4.00+1.08X2.000.981X4.00X100%=

28.1%0.924X3.50+1.04X4.50+0.981X4.00+1.08X

2.001.08X2.00X100%=15.4%0.924X3.50+1.04X4.

50+0.981X4.00+1.08X2.OOfw(b)Abfw(c)Acfw(d)

Ad20.用气相色谱法测定正丙醇中的微量水分，精密称取正丙醇50.00g及无水甲醇

(内标物)0.4000g,混合均匀，进样51,在401有机担体柱上进行测量，测得水：

h=5.00cm,Wl/2=0.15cm,甲醇h=4.00cm,W1/2=0.10cm,求正丙醇中微量水的重量百

分含量。(相对重量校正因子f水=0.55,f甲醇=0.58)(1.42%)Ai=1.065X

(W12Xh)i=1.065X0.15X5.00=0.80As=1.065X(W12Xh)s=

1.065X0.10X4.00=0.43H20%==AifimsXX100%AsfsmO.80

X0.550.4000XX100%0.43X0.5850.00=1.4%21.有下列两

组样品，请分别选择气液色谱所需的固定液，并说明组分的流出顺序。(1)三种胺类

混合物：一甲胺、二甲胺和三甲胺。分析低分子量的伯、仲、叔胺时，一般采用三乙醇

胺传固定液，因为胺类能与三乙醇胺形成氢键，三乙醇胺对伯、仲、叔胺有选择性，一

甲胺、二甲胺、三甲胺和氨在20%三乙醵胺和酸洗红色载体（C-22保温砖）柱上的出峰顺

序为：三甲胺（沸点3.5℃）、二甲胺（沸点7.4℃）和一甲胺（沸点-6.5℃）,完全

是按照形成氢键的难易程度排列的，三甲胺因其分子中三个甲基的位阻效应，最不容易

形成氢键，故最先出峰，而一甲胺则因最易形成氢键，被三乙醇胺保留到最后出峰。

（2）苯（bp80.1℃）与环己烷（bp80.7°C）的混合物。被分离样品为极性物质和非极

性物质的混合物，一般选用极性固定液，这时，非极性物质先出峰，极性物质后出峰。

苯和环己烷的分离，当选用非极性固定液时，很难将其分离；但若选用聚乙二醇-400作

固定液，苯的保留时间是环己烷的3.9倍，选用极性更强的B,B'-氧二丙睛作固定

液，苯的保留时间是环己烷的6.3倍，就很容易将其分离了，这是由于苯具有P电子

云结构，容易被极化，而环乙烷不易被极化之故。22.用皂膜流量计测定分流管的流速

为35.6ml/min,毛细管柱尺寸为0.25mmX12m,t0为l.Olmin,计算分流比。

（1:61）Fc=nr2L/tO=3.14X（0.025/2）2X1200/l.01=0.583分流比

=Fc/Fw=0.583/35.6=1:6118第十八章平面色谱法思考题和习题1.名词解释平面色谱

法比移值相对比移值分离度分离数荧光薄层板高效薄层色谱边缘效应2.在吸附

薄层色谱中如何选择展开剂欲使某极性物质在薄层板上移动速度快些，展开剂的极性应

如何改变主要应根据被分离物质极性、展开剂极性以及吸附剂的活度三方面来选择。

被分离物质极性大小吸附剂的活度小大展开剂极性大小欲使某极性物质在薄板

上移动速度快些，展开剂的极性应增大。3.薄板有哪些类型硅胶-CMC板和硅胶-G板

有什么区别见教材P381页4.薄层色谱的显色方法有哪些①在日光下观察，划出有

色物质的斑点位置。②在紫外灯（254nm或365nm）下观察有无暗斑或荧光斑点，并

记录其颜色、位置及强弱。能发荧光的物质或少数有紫外吸收的物质可用此法检出。

③荧光薄层板检测。适用于有紫外吸收物质，荧光薄层板在紫外灯下，整个薄层板呈黄

绿色荧光，被测物质由于荧光猝灭作用而呈现暗斑。④既无色，又无紫外吸收的物

质，可采用显色剂显色。薄层色谱常用的通用型显色剂有碘、硫酸溶液和荧光黄溶液

等。5.在薄层色谱中，以硅胶为固定相，氯仿为流动相时，试样中某些组分Rf值太

大,若改为氯仿一甲醇(2:1)时，则试样中各组分的Rf值会变得更大，还是变小为什

么以硅胶为固定相的应为吸附薄层色谱，氯仿为流动相时，试样中某些组分Rf值太

大，若改为氯仿一甲醇(2:1)时，则试样中各组分的Rf值会变得更大，此时应加入适

量极性小的溶剂如环已烷，以降低展开剂的极性。6.在硅胶薄层板A上，以苯一甲醇

(1:3)为展开剂，某物质的Rf值为0.50,在硅胶板B上，用相同的展开剂，此物质

的Rf值降为0.40,问A、B两种板，哪一种板的活度大B板的活度大。7.己知

A,B两物质在某薄层色谱系统中的分配系数分别为100和12C。问哪个的Rf值小

些根据Rf=VmVm1可知，分配系数K越大，Rf越小，因此分配系数为120的物质

Rf小些。=+KVs1+k8.薄层色谱展开剂的流速与哪些因素有关系展开剂在薄层

中的流速与展开剂的表面张力，粘度及吸附剂的种类、粒度、均匀度等有关，也和展开

距离有关。9.化合物A在薄层板上从原点迁移7.6cm,溶剂前沿距原点16.2cm,(a)

计算化合物A的Rf值。(b)在相同的薄层系统中，溶剂前沿距原点14.3cm,化合物

A的斑点应在此薄层板上何处(0.47,6.72cm)Rf=l7.6==0.471016.2f1z二

101XR=14.3X0.47=6.7(cm)10.在某分配薄层色谱中，流动相、固

定相和载体的体积比为Vm：Vs:Vg=0.33:0.10:0.57,若溶质在固定相和流动相中的分

配系数为0.50,计算它的Rf值和ko(0.87,0.15)Rf=111===0.87Vs0.

10101+K1+0.5XVm0.33Vs0.10=0.5X=0.15Vm0.3319k=

Kll.已知A与B二物质的相对比移值为1.5。当B物质在某薄层板上展开后，色斑

距原点9cm,溶剂前沿到原点的距离为18cm,问若A在此板上同时展开，A物质的

展距为多少A物质的Rf值为多少则(13.5cm,0.75)因Rs=Rf,A1A==1.5R

f,BIB1A13.5==0.7510181A=1.5X9=13.5(cm)Rf,A=12.在薄层板

上分离A、B两组分的混合物，当原点至溶剂前沿距离为16.Ocn时，A、B两斑点质量

重心至原点的距离分别为6.9cm和5.6cm,斑点直径分别为0.83cm和0.57cm,求两

组分的分离度及Rf值。(R=L9,Rf=0.43,ARfB=0.35)R=2d2X(6.95.6)

==1.9(W1+W2)0.83+0.576.9=0.4316.ORf,B=5.6=0.

3516.ORf,A=13.今有两种性质相似的组分A和B,共存于同一溶液中。用纸色

谱分离时，它们的比移值分别为0.45、0.63o欲使分离后两斑点中心间的距离为

2cm,问滤纸条应为多长(L0=l1cm,滤纸条长至少13cm)设A组分的展距为Rf,A=

10=X=0.4510X,则B组分的展距为Rf,B=X+2=0.6310X+22=11.

1(cm)0.630.45滤纸条至少为13cm(原点至纸边缘约2cm)14.用薄层扫描

法在高效薄层板上测得如下数据：L0=127mm,Rf为零的物质半峰宽为1.9mm,Rf为1

的物质半峰宽为4.2mm,求该薄层板的分离数。(20)SN=101271=1=20b0+bl

1.9+4.215.硅胶薄层板可用下列六种染料来测定板的活度，根据它们的结构，请推

测一下，当以六种染料混合物点在薄板上，以石油酸一苯(4:1)为流动相，六种染料

的Rf值次序，并说明理由。极性次序的排列则根据这些分子的分子结构，它们均具有

偶氮苯基本母核，根据取代基的极性大小，很易排出次序。苏丹红、苏丹黄及对羟基偶

氮去均带有羟基官能团，但苏丹红、苏丹黄上的氢原子易与相邻氮原子形成分子内氢

键，而使它们的极性大大下降至对氨基偶氮苯之后，苏丹红极性大于苏丹黄，则因苏丹

红的共辗体系比苏丹黄长。六种染料的极性次序为：偶氮苯〈对甲氧基偶氮苯〈根据吸

附色谱溶质在薄层板上移行次序是极性小的组分Rf大。20苏丹黄〈苏丹红＜对氨基偶氮

苯〈对羟基偶氮苯。所以在薄层板上Rf值的次序正好同上相反，偶氮苯极性最小，Rf

值最大，而对羟基偶氮苯极性最大而Rf值最小。第十四章核磁共振波谱法思考题

和习题1.解释下列各词（1）屏蔽效应和去屏蔽效应（2）自旋偶合和自旋分裂（3）

化学位移和偶合常数（4）化学等价核和磁等价核（1）屏蔽效应：原子核外电子运动在

外加磁场H0作用下产生与外加磁场方向相反的次级磁场，造成核实际受到的磁场强度

减弱。去屏蔽效应：烯烧、醛、芳环中，n电子在外加磁场作用下产生环流，使氢原

子周围产生感应磁场，如果感应磁场的方向与外加磁场相同，即增加了外加磁场，所以

在外加磁场还没有达到Ho时，就发生能级的跃迁，称为去屏蔽效应，该区域称为去屏

蔽区。（2）自旋偶合：相邻核自旋产生核磁矩间的相互干扰的现象。自旋裂分：由自

旋偶合引起的共振峰分裂现象。（3）化学位移在一定的辐射频率下，处于不同化学环

境的有机化合物中的自旋核，产生核磁共振的磁场强度或共振吸收频率不同的现象。

偶合常数：多重峰的峰间距；用来衡量偶合作用的大小。（4）化学等价核：化学位移

完全相同的核。磁等价核：分子中的一组化学等价核，若它们对组外任何一个核都是以

相同的大小偶合，则这一组核为磁等价核。2.下列哪一组原子核不产生核磁共振信

号，为什么21H、14N7199F、12C6126C、1H1126C、1608并不是是

所有原子核都能产生核磁共振信号，原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋，其

自旋量子数须不等于0。质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数为0,质量

数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为C0偶数，质子数为奇数的原子

核，自旋量子数为整数。由此，6、8这一组原子核都不产生核磁共振信号。3.为什

么强射频波照射样品，会使NMR信号消失，而UV与IR吸收光谱法则不消失自旋核

在磁场作用下，能级发生分裂，处在低能态核和处于高能态核的分布服从波尔兹曼分

布定律，H0=1.409T,当温度为300K时，高能态和低能态的1H核数之比为处于

低能级的核数比高能态核数多十万分之一，而NMR信号就是靠这极弱过量的低能态核

产生的。若以合适的射频照射处于磁场的核，核吸收能量后，由低能态跃迁到高能态，其

净效应是吸收，产生共振信号。若用强射频波照射样品，高能态核不能通过有效途径释

放能量回到低能态，低能态的核数越来越少，一定时间后高能态和低能态的核数相等，

这时不再吸收，核磁共振信号消失。而UV与IR吸收光谱法是根据光线被吸收后的减

弱程度来判断样品中待测元素的含量的，即使用较强辐射照射，吸收也不会消失。4.为

什么用8值表示峰位，而不用共振频率的绝对值表示为什么核的共振频率与仪器的磁场

强度有关，而偶合常数与磁场强度无关屏蔽作用产生的共振条件差异很小，共振频率

的绝对差值难以精确测定，例：ICOMHz仪器，1H因屏蔽作用弓起的共振频率差约0-

1500Hz,仅为共振频率的百万分之十几；由于磁场强度不同，导致同种化学环境的核共

振频率不同，因此不同照射频率的仪器测得的化学位移值不同，不同仪器测得的同种物

谱图没有、直观的可比性。所以用8值表示峰位，而不用共振频率的绝对值表示因为

核磁矩在外磁场中产生能级分裂，高能级与低能级的能量差随外磁场强度的增大而增

大,跃迁时所吸收的能量增大。根据v=yH0/2n可知，核磁共振频率与外磁场强度成

正匕。而偶合常数的大小只与偶合核间距离、角度和电子云密度有关，与外磁场强度无

关。5.什么是自旋偶合与自旋分裂单取代苯的取代基为烷基时，苯环上的芳氢（5

个）为单峰，为什么两取代基为极性基团（如卤素、一NH2、-0H等），苯环的芳氢

变为多重峰，试说明原因，并推测是什么自旋系统。核自旋产生的核磁矩间的相互干扰

称为自旋-自旋偶合，简称自旋偶合。由自旋偶合引起的共振峰分裂的现象称为自旋-

自旋分裂，简称自旋分裂。单取代苯若取代基为饱和烷基，则构成A5系统，呈现单

峰；取代基不是饱和烷基时，可能构成ABB'CC'系统；如苯酚等。121621双取代苯若

对位取代苯的两个取代基XWY,苯环上四个氢可能形成AA'BB'系统，如对氯苯胺。

对取代苯的谱图具有鲜明的特点，是取代苯谱图中最易识别的。它粗看是左右对称的四

重峰，中间一对峰强，外面一对峰弱，每个峰可能还有各自小的卫星峰。6.峰裂距是

否是偶合常数偶合常数能提供什么结构信息对简单偶合而言，峰裂距就是偶合常数。高

级偶合需通过计算才能求出偶合常数。偶合常数是核磁共振谱的重要参数之一，可提供

物质结构中核间关系、构型、构像及取代基位置等信息。7.什么是狭义与广义的n+1

律n+1律：某基团的氢与n个相邻氢偶合时被分裂为n+1重峰，而与该基团本身的氢

数无关，此规律称为n+1律。服从n+1律的多重峰的峰高比为二项式展开式的系数

比。单峰（s）；二重峰（d）为1:1；三重峰（t）为1:2:1；四重峰（q）为

1：3:3:1；依此类推。n+1律的局限性在于它仅适用于1=1/2,简单偶合及偶合常数相

同的情况。n+1律实际上是2nIH规律的特殊形式，对于1=1/2的核，峰分裂服从

n+1律；而对于IW1/2的核，峰的分裂则服从2nl+l律。对于偶合常数不同的情

况，峰的分裂数应为（n+1）（n'+1）……,这种情况可认为是n+1律的广义形式。

8.HF的质子共振谱中可以看到质子和19F的两个双峰，而HC1的质子共振谱中只能

看到质子单峰。为什么HF中1H与19F的自旋分裂氟（19F）自旋量子数I也等于

1/2,与1H相同，在外加磁场中也应有2个方向相反的自旋取向。这2种不同的自

旋取向将通过电子的传递作用，对相邻1H核实受磁场强度产生一定的影响。HF中

1H核共振峰分裂为2个小峰（二重峰）。所以同理，HF中19F核也会因相邻1H核的

自旋干扰，偶合裂分为2个小峰，并非所有的原子核对相邻氢核都有自旋偶合干扰作

用。如35C1、79Br>1271等原子核，虽然，1#0,预期对相邻氢核有自旋偶合干扰作

用，但因它们的电四极矩很大，会引起相邻氢核的自旋去偶作用，因此看不到偶合干扰

现象。9.某化合物三种质子相互偶合构成AM2X2系统，JAM=lOHz,JXM=4HzoA、M2、

X2各为几重峰为什么A为单质子三重峰，M为双质子六重峰，X为双质子三重峰。

10.磁等价与化学等价有什么区别说明下述化合物中那些氢是磁等价或化学等价及其峰

形（单峰、二重峰…）。计算化学位移。①Cl—CH=CH—C1②HballCCClc③

HHbaClCCCl④CH3cH=CC12H化学位移相等的一组核为化学等价核；一组化学等价核与

分子中其他任何一个核都有相同强弱的偶合，则这组核称为磁等价核。磁等价；

6a5.31、b5.47、c6.28；②33三组双二重峰，12条等高谱线。

3a=6b=5.50(s)磁等价；5CH1.73(d)、即③④(①3a=3b=6.36(s),

35CH5.86(qua))11.ABC与AMX系统有什么区别ABC为同一耦合系统内三个核的表

示AMX为不同耦合系统三个核的表示12.氢谱与碳谱各能提供哪些信息为什么说碳谱

的灵敏度约相当于1H谱的1/5800氢谱主要提供质子类型及其化学环境；氢分布；核

间关系。但氢谱不能给出不含氢基团的共振信号，难以鉴别化学环境相近似的烷蜂，且

经常出现谱线重叠。碳T3核磁共振谱，可给出丰富的碳骨架及有关结构和分了运动的

信息，如分子中含有多少个碳原子，它们各属于哪些基团，可以区别伯、仲、叔、季碳

原子等。由于同位素13c的天然丰度太低，仅为12C的1.108%,而且13c的磁旋

比丫是1H的l/4o已知磁共振的灵敏度与y3成正比，所以碳谱的灵敏度相当1H

谱的1/5800。13.试计算①200及400MHz仪器的磁场强度是多少Tesla(T)。13C共

振频率是多少(①4.6974及9.3947；②②50.286及100.570MHz)由H0=H0=2

Jivy可计算得200MHz时2X3.1416X200X106=4.6974T2.67519

X108同法求得400MHz时，H0=9.3948T由v=yH06.72615X107

YHO可计算4.6974T时v==X4.6974X106=50.286(MHz)2冗

2Ji2X3.1416同法求得9.3948T时v=100.57(MHz)14.用

H0=2.3487T的仪器测定19F及31P,已知它们的磁旋比分别为2.5181X108T1-si及

1.0841X108T1•si试计算它们的共振频率。(94.128及40.524MHz)22v1=y1

H02.5181X108=X2.3487X106=94.128(MHz)2K2X3.1416

YH01.0841X108=X2.3487X106=40.524(MHz)v2=22n2

X3.141615.计算顺式与反式桂皮酸Ha与Hb的化学位移。桂皮酸(顺式：

6a=6.18,3b=7.37,反式：6a=6.65,8b=7.98)CHCHCOOHab顺式：

5a=5.28+1.00+0-0.10=6.18,反式：8a=6.65,3b=5.28-1.35+0+0.74=7.37,

5b=7.9816.己知用60MHz仪器测得：6a=6.72,6b=7.26,Jab=8.5Hz。求算①二个

质子是什么自旋系统②当仪器的频率增加至多少时变为一级偶合AX系统(AB系统，

v02157.4MHz)v7.266.72=X60=3.8<10J8.5为高级偶合，所以为

AB系统。若变为一级偶合AX系统，则须△V/J21060x=3.810解得x=157.

9(MHz)17.根据下列NMR数据，绘出NMR图谱，并给出化合物的结构式。(1)

C14II14：82.89(s,4H)及87.19(s,1011)(C6H5-CH2CH2—C6H5)(2)C7II9N：

51.52(s,2H),53.85(S,2H)及57.29(s,5H)(C6H5-CH2NH2)(3)C3H7C1：

51.51(d,6H)及64.11(sept.,1H)(CH3CH(C1)CH3)(4)C4H802：51.2(t,3H),

52.3(qua.,2H),及53.6(s,3H)(CH3CH2C00CH3)(5)C10H1202：

62.0(s,3H),62.9(t,2H),54.3(t,2H)及87.3(s,5H)(C5H6-CH2-CH2-0C0CH3)

(6)C9H100：61.2(t,3H),63.0(qua.,2H),及67.4~8.0(m,5H.苯环峰复杂不必绘出)

(C6H5C0CH2CH3)2318.试对照结构指出图14-23上各个峰的归属。0CH3cNHOCH2

CH3(1)由积分线可知H分布(由右至左)3H3H~22H~44H~71H"10(2)峰归属

.3三重峰单峰0四重峰双二重峰单峰CH3CH3CCH2CH3中的NHCH219.由下述NMR

图谱，进行波谱解析，给出未知物的分子结构及自旋系统。(1)已知化合物的分子式为

C9H12,核磁共振谱如图14-24所示。(异丙苯，A6X及A5,2个自旋系统)①U=4,结

构式中可能具有苯环。24②氢分布a：b：c=6：1：5。③v/J=14.4,一级偶合系

统。④6a=1.22峰为甲基蜂。根据氢分布，应是两个化学位移一致的甲基峰，此峰

被分裂为二重峰(1：1),说明与一CH—相连。8b=2.83峰为一CH—峰。该峰被分裂为七

重峰（峰高比为1:6:15:20:15:6:1）,说明与6个氢相邻。6c=7.09峰为孤立峰。根

据氢分布为5个氢，说明是不与其他氢核偶合的单取代苯。⑤v/J>10,符合n+1

律及一级偶合的其他特征。综合上述理由，未知物是异丙苯，A6X及A5,两个一级自旋

系统。（2）某一含有C、N和0的化合物，H、其相对分子质量为147,为

73.5%,为6%,为9.5%,为11%,CHN0核磁共振谱如图14-25所示。试推

测该化合物的结构。①②③④⑤⑥⑦根据元素分析的结果可知：化合物分子式为

C9H90N11=6,结构式中可能具有苯环。由织分线曲线知：氢分布为从右至左：a：b：

c：d=2H：3H：4Hoa含2个氢，单峰，为孤立的亚甲基蜂。5,可知CH2不是

与氧相连（一Ar—CH2—0一的5为4.2~5.0）b含3个氢，单峰，为孤立的甲基蜂。

8b为3.5~3.8,由计算公式5=p+ESi估算，CH3与氧相连（CH3一。一）。d含4个

氢，6~7,双二重峰。说明是对位双取代苯环。综上所述，结构式为⑧自旋系统：A3、

AA'BB'、A2o（3）已知化合物的分子式为C10H10Br20,核磁共振谱如图14-26所示。

①U=5,结构式中可能具有苯环。②由积分线曲线知：氢分布为从右至左：a：b：c：

d=3H：1H：1H：5Ho③a含3个氢，单峰，为孤立的甲基蜂。6a为2.42,说明

CH3与C=0相连，由计算公式6二B+2Si估算，而不是与氧相连（CH3-0一的6为

3.5~3.8）。④d含5个氢，3=7.35。说明是单取代苯环。单峰，说明苯环与燃基相

连。⑤分子式中扣除CH3-C=0及C6H5-,余C2H2Br2,c、d皆为二重峰，

3b=4.91、5c=5.33,说明存在着一CHBr—CHBr一基团。⑥综上所述，结构式为BrCH

BrCH0CCH3⑦自旋系统：A5、AB、A3。第二十章高效液相色谱法思考题和习题

1.简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要异同点。25相同点：均为高效、高速、高

选择性的色谱方法，兼具分离和分析功能，均可以在线检测不同点：分析对象及范围

能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品，占有机物的20%流动相的选择流动相为有

限的几种“惰性”气体，只起运载作用，对组分作用小操作条件GC加温常压操作溶解

后能制成溶液的样品，高沸点、流动相为液体或各种液体的混合。室温、高压下进行

HPLC高分子量、难气化、离子型的稳定或不稳它除了起运载作用外，还可通过溶剂来

定亿合物，占有机物的80%控制和改进分离。2.何谓化学键合相常用的化学键合相有

哪几种类型分别用于哪些液相色谱法中采用化学反应的方法将固定液键合在载体表面

上，所形成的填料称为化学键合相。优点是使用过程不流失，化学性能稳定，热稳定性

好，适于作梯度淋洗。目前常用的Si-0-Si-C型键合相，按极性分为非极性，中等极

性与极性三类。①非极性键合相：常见如ODS键合相，既有分配又有吸附作用，用途

非常广泛，用于分析北极性或弱极性化合物；②中等圾性键合相：常见的有酸基键合

相，这种键合相可作正相或反相色谱的固定相，视流动相的极性而定：③极性键合相：

常用氨基、氟基键合相，用作正相色谱的固定相，氨基键合相还是分离糖类最常用的固

定相。3.什么叫正相色谱什么叫反相色谱各适用于分离哪些化合物正相色谱法：流动

相极性小于固定相极性的色谱法。用于分离溶于有机溶剂的极性及中等极性的分子型物

质，用于含有不同官能团物质的分离。反相色谱法：流动相极性大于固定相极性的色

谱法。用于分离非极性至中等极性的分子型化合物。4.简述反相键合相色谱法的分离

机制。典型的反相键合色谱法是用非极性固定相和极性流动相组成的色谱体系。固定

相，常用十八烷基（ODS或C18）键合相；流动相常用甲醇-水或乙月青-水。非典型反相

色谱系统，用弱极性或中等极性的键合相和极性大于固定相的流动相组成。反相键合

相表面具有非极性烷基官能团，及未被取代的硅醇基。硅醇基具有吸附性能，剩余硅醇

基的多寡，视覆盖率而定。对于反相色谱的分离机制目前，保留机制还没有一致的看

法，大致有两种观点，一种认为属于分配色谱，另一种认为属于吸附色谱。分配色谱的

作用机制是假设混合溶剂（水十有机溶剂）中极性弱的有机溶剂吸附于非极性烷基配合

基表面，组分分子在流动相中与被非极性烷基配合基所吸附的液相中进行分配。吸附色

谱的作用机制可用疏溶剂理论来解释。这种理论把非极性的烷基键合相，看作是在硅胶

表面上覆盖了一层键合的十八烷基的〃分子毛〃，这种〃分子毛'有强的疏水特性。当用水

与有机溶剂所组成的极性溶剂为流动相来分离有机化合物时，一方面，非极性组分分子

或组分分子的非极性部分，由于疏溶剂作用，将会从水中被“挤”出来，与固定相上的

疏水烷基之间产生缔合作用，其结果使组分分子在固定相得到保留。另一方面，被分离

物的极性部分受到极性流动相的作用，使它离开固定相，减小保留值，此即解缔过程，

显然，这两种作用力之差，决定了分子在色谱中的保留行为。一般说来，固定相上的烷

基配合基或被分离分了中北极性部分的表面积越大，或者流动和表面张力及介电常数越

大，则缔合作用越强，分配比k'也越大，保留值越大。不难理解，在反相键合相色谱

中，极性大的组分先流出，极性小的组分后流出。5.离子色谱法、反相离子对色谱法

与离子抑制色谱法的原理及应用范围有何区别离子色谱法（IonChromatography）：用

离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相。以电导检测器为通用检测器。试样组分

在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同。离子色谱法是溶液中阴离子分

析的最佳方法，也可用于阳离子分析。反相离子对色谱法（IPC或PIC）：反相色谱

中，在极性流动相中加入离子对试剂，使被测组分与其中的反离子形成中性离子对，增

加k和tR,以改善分离。适用于较强的有机酸、碱。反相离子抑制色谱：在反相色谱

中，通过加入缓冲溶液调节流动相pH值，抑制组分解离，增加其k和tR,以达到26

改善分离的目的。适用于极弱酸碱物质（pH=3~7弱酸;pH=7“8弱碱;两性化合物）

6.亲和色谱的分离机制是什么有何特点传统的观念认为亲和色谱是基于配基-配体亲和

反应的原理，利用色谱的差速迁移理论，实现对目标分子的分离，仅仅是一种组分分离

的选择性过滤法。然而，这一理论是建立在配基-配体亲和作用是均相反应和宏观平衡态

热力学的基础上的。但是，实际上目标分子在两相间分配系数过大，且在固定相上的吸

附等温线多不呈线性。所以，关于生物大分子在亲和色谱中的保留机制及色谱过程数学

模型的研究一直是一个相对薄弱的环节，有待进一步的完善.亲和色谱具有较高的专属

性，经其分离，纯化，浓集后的生物样品具有较高的纯度，大大降低了后续测定（如

HPLC）时的背景噪音，进而使得后续测定具有极高的灵敏度。7.速率理论方程式在

HPLC中与在GC中有何异同如何指导HPLC实验条件的选择解:液相色谱中引起色谱峰

扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。在

气相色谱中径向扩散往往比较显着，而液相色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽

略。另外，在液相色谱中还存在比较显着的滞留流动相传质及柱外效应。在高效液相

色谱中，对液液分配色谱，VanDeemter方程的完整表达形式为由此，HPLC的实验条件

应该是：①小粒度、均匀的球形化学键合相；②低粘度流动相，流速不宜过快；③柱温

适当。8.试讨论影响HPLC分离度的各种因素，如何提高分离度（1）色谱填充性能

液相色谱柱分离性能的优劣，是由固定相粒度、柱长、由柱内径和填充状况决定的柱压

降这三个参数度决定的。这三个参数度也决定了样品组分的保留时间，保留时间不仅与

色谱过程的热力学因素k有关，还直接与决定柱效与分离度的柱性能参数及流动相的

黏度有关，这些参数都是影响色谱分离过程动力学的重要因素。但在高效液相色谱中，

分离柱的制备是一项技术要求非常高的工作，一般都是购买商品柱，很少自行制备。

（2）流动相及流动相的极性液相色谱中，改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接因

素。液相色谱不可能通过增加柱温来改善传质。因此大多是恒温分析。流动相选择在液

相色谱中显得特别重要，流动相可显着改变组分分离状况。（3）流速流速大于0.5

cm/s时，H〜u曲线是一段斜率不大的直线。降低流速，柱效提高不是很大。但在实际

操作中，流量仍是一个调整分离度和出峰时间的重要可选择参数。9.试讨论反相

HPLC的分离条件的选择。反相HPLC法是以表面非极性载体为固定相，以比固定相极

性强的溶剂为流动相的一种液相色谱分离模式。反相HPLC色谱中样品的保留值主要由

固定相比表面积、键合相种类和浓度决定，保留值通常随链长增长或键合相的疏水性增

强而增。溶质保留值与固定相表面积成正比，当其他条件相同时，溶质在低表面积色谱

柱上的保留值短。样品的保留值也可以通过改变流动相组成或溶剂强度来调整，溶剂强

度取决于有机溶剂的性质和其在流动相中的浓度。10.在正、反相HPLC中流动相的强

度是否相同在正相色谱中，由于固定相是极性的，所以溶剂极性越强，洗脱能力也越

强，即极性强的溶剂是强溶剂。在反相色谱中，由于固定相是非极性的，所以溶剂的强

度随溶剂的极性降低而增加，即极性弱的溶剂是强溶剂。11.什么叫梯度洗脱它与GC

的程序升温有何异同在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配

比，称为梯度洗提。是改进液相色谱分离的重要手段。梯度洗提与气相色谱中的程序

升温类似，但是前者连续改变的是流动相的极性、pH或离子强度，而后者改变的温

度。程序升温也是改进气相色谱分离的重要手段。12.蒸发光散射检测器的原理及特点

是什么蒸发光散射检测器（EvaporativeLight-scatteringDetector）是通用型检测

器，可以检测没有紫外吸收的有机27物质，如人参皂甘、黄黄甲甘等。一、ELSD原理

恒定流速的色谱仪（高效液相、逆流色谱、高效毛细管电泳等）洗脱液进入检测器后，

首先被高压气流雾化，雾化形成的小液滴进入蒸发室（漂移管，drifttube）,流动相及

低沸点的组分被蒸发，剩下高沸点组分的小液滴进入散射池，光束穿过散射池时被散

射，散射光被光电管接收形成电信号，电信号通过放大电路、模数转换电路、计算机成

为色谱工作站的数字信号一一色甯图。二、特点1.洗脱液需要雾化，所以雾化气流

的纯度和压力会影响检测器的信噪比。2.流动相要蒸发掉，所以不能使用不易挥发的

物质来调节流动相的pH值。可以通过蒸发温度的调节来使比被测物质沸点低的组分蒸

发。在不使被测物质蒸发的前提下，温度越高，流动相蒸发越完全，色谱图基线越好、

信噪比越高。如果被测物质沸点接近或低于流动相的蒸发温度，则无法检测；不过，

100%的水做流动相，蒸发室温度也才设为150摄氏度，沸点比水低的有机物质完全可

以用气相色谱仪进行分离检测了。由于流动相和溶剂蒸发了，使用ELSD检测器收集的

色谱图一般没有溶剂峰；而且梯度洗脱没有折光视差效应，一般不会出现基线漂移。3.

检测光散射变化，所有进入到散射池的物质都可被检测，而且响应值只与物质的量有

关。4.浓度跟峰面积不成线性，分别取自然对数后成线性。13.常用的HPLC定量分

析方法是什么哪些方法需要用校正因子校正峰面积哪些方法可以不用校正因子常用的

HPLC定量分析方法有：外标法：外标工作曲线法、外标•点法、外标二点法等内标

法：内标工作曲线法、内标一点法、内标二点法、内标对比法等使用内标和外标标准曲

线法时，可以不必测定校正因子，其它方法须要用校正因子校正峰面积14.指出苯、

蔡、慈在反相色谱中的洗脱顺序并说明原因。三者极性顺序从大到小是苯、蔡、慈，因

此在反相色谱中的洗脱顺序为苯、蔡、慈，苯最先出峰。15.宜用何种HPLC方法分离

下列物质(3)正戊酸和正丁酸；(4)高摩尔质量的葡糖甘，(1)乙醇和丁醇；

(2)Ba2+和Sr2+；(1)正相键合相色谱法(2)离子交换色谱法(3)离子对色谱法

(4)空间排阻色谱法红外吸收光谱法思考题和习题1、红外光区是如何划分的写出相

应的能级跃迁类型、红外光区是如何划分的写出相应的能级跃迁类型写出相应的能级

跃迁类型.区域名称近红外区中红外区远红外区泛频区基本振动区分子转动区波

长(力0.75-2.52.5-2525-300波数(cmT)13158-40004000-400400-10能级跃迁类

型OH、NH、CH键的倍频吸收分子振动，伴随转动分子转动2、红外吸收光谱法与紫外

可见吸收光谱法有何不同、红外吸收光谱法与紫外可见吸收光谱法有何不同IR起源

适用特征性光谱描述用途分子振动、转动能级跃迁所有红外吸收的化合物特征性

强透光率为纵坐标，波数为横坐标鉴定化合物类别、鉴定官能团、推测结构UV外层

价电子能级及振动、转动能级跃迁具n-冗*、冗-冗*跃迁有机化合物简单、特征性不

强吸光度或透光率为纵坐标，波长为横坐标定量、推测有机物共加骨架28红外光谱仪

与紫外一可见分光光度计在主要部件上的不同。红外光谱仪与紫外一可见分光光度计在

主要部件上的不同。的不同IR光源Nernst灯和硅碳棒Michelson干涉仪或光栅

盐窗做成的气体池或液体池真空热电偶、热电型或光电导型检测器UV紫外区使用气

灯，可见区使用鸽灯棱镜或光栅紫外区须用石英比色皿可见区用石英或玻璃比色皿

光电倍增管单色器吸收池检测器3.简述红外吸收光谱产生的条件。简述红外吸收光谱

产生的条件。简述红外吸收光谱产生的条件（1）辐射应具有使物质产生振动跃迁所需

的能量，即必须服从vL=AV-v（2）辐射与物质间有相互偶合作用，偶极矩必须发

生变化，即振动过程△uW0;4.何为红外非活性振动何为红外非活性振动何为红外

非活性振动有对称结构分子中，有些振动过程中分子的偶极矩变化等于零，不显示红外

吸收，称为红外非活性振动。5、何为振动自由度为何基本振动吸收峰数有时会少于振

动自由度、何为振动自由度为何基本振动吸收峰数有时会少于振动自由度振动自由度

是分子基本振动的数目，即分子的独立振动数。对于非直线型分子，分子基本振动数为

3n-6o而对于直线型分子，分子基本振动数为3n-5o振动吸收峰数有时会少于振动自

由度其原因可能为：分子对称，振动过程无偶极矩变化的红外丰活性活性。两个或多

个振动的能量相同时，产生简并。吸收强度很低时无法检测。振动能对应的吸收波长

不在中红外区。6.基频峰的分布规律有哪些基频峰的分布规律有哪些基频峰的分布规

律有哪些（1）折合质量越小，伸缩振动频率越高（2）折合质量相同的基团，伸缩力

常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高。（3）同一基团，一般v>B>丫7、举例

说明为何共甄效应的存在常使一些基团的振动频率降低。、举例说明为何共辗效应的存

在常使一些基团的振动频率降低。共规效应的存在，常使吸收峰向低频方向移动。由于

默基与苯环共辗，其n电子的离域增大，使皴基的双键性减弱，伸缩力常数减小，故

皴基伸缩振动频率降低，其吸收峰向低波数方向移动。以脂肪酮与芳香酮比较便可说

明。8.如何利用红外吸收光谱区别烷烧、烯煌及快燃如何利用红外吸收光谱区别烷烧、

烯燃及快燃如何利用红外吸收光谱区别烷炫烷燃主要特征峰为vCH-l-1ass,6

CH3,6CH3,5CH2,其中vjH峰位一般接近3000cm又低于3000cm。烯

煌主要特征峰为v,其中v=C-H峰位一般接近3000cm-l又高于3000cm-1。0c

峰位约在1650cm-l0v=CH,vC=C,y=CHy=CH是烯燃最具特征的

峰，其位置约为1000-650cm-lo焕燃主要特征峰为v=CH,vC=C,Y=C

H,其中v=CH峰位在3333-3267cm-lovC三C峰位在2260-2100cm-1,是焕烧

的高度特征峰。9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基如何在谱图上区别异丙基及叔丁

基如何在谱图上区别异丙基及叔丁基当两个或三个甲基连接在同一个C上时，则吸收

峰6s分裂为双峰。如果是异丙基，双峰分别位于1385cm-1和CH31375cm-1左

右，其峰强基本相等。如果是叔丁基，双峰分别位于1365