色谱热分析试题库

色谱法是一个分离技术。

色谱按流动相的物态分为气粗鱼谱、液相色谱。

按样品注入色谱柱的方式和流动相的使用方法不一样可分为性选法、顶替法、

迎头法色谱。

气相色谱分离个组分的重要依据是利用样品中各组分在色谱柱』^_或

溶解度的不一样。

气相色谱柱有填充柱、毛细管柱两种

气相色谱仪由载气供输系统、进样系统、色谱柱和柱箱、检测系统、

统计、数据处理系统五个部分组成。

气相色谱检测器依照检测原理不一样，分为浓度型检测器和质量型枪测

器。

常用的气相色谱检测器有热导池检测器和氢火焰离子化检测器两种。

热导池检测器属空工型检测器，氢火焰检测器属质量型检测器。

热导池作为检测器是基于不一样物质具备不一样的导热系数。

气液色谱固定液选择的标准是相同相溶。

色谱常用的定量措施有归一化法、内标法、外标法。

对沸点范围较宽的试样进行气相色谱分析时，柱温宜采取程序升温。

气-液色谱固定相由固定液+担体组成

热分析是在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度关系一个技术。

DTA是在程序控制温度下，测量物质和参比物之间的温度差与温度关系

一个技术。

DSC是在程序控制温度下,测量输给物质与参比物的功率差与温度关系

一个技术。

热重法是在程序控制温度下,测量物质的质量与温度关系一个技术。

依照试样与天平横梁支撑点之间的相对位置，热天平可分为上皿式、下皿式、

水平式三种。

DTG曲线是TG曲线对温度（或时间）的一阶导数。

TG测定中，中间产物的检测与升温速率亲密有关，升温速率大，不利于中旬产

物的检出，因为TG曲线上拐点变得不明显.

差热曲线的纵坐标是试样与参比物的温度差AT,向上表示放热反应，向

下表示吸热反应。

DSC曲线的纵坐标是试样与参比物的热流率，向上表示吸热，向下表示

放热。DSC曲线峰包围的面积正比于热焰的变化。

升温速率中重要影响DSC曲线的峰温和峰形，一般中越大，峰温

越高，峰形越大和越尖锐。

影响差热分析的原因有仪器原因、试验条件原因、试样原因三类。

差热分析中，升温速率影响峰的形状、位置和相邻峰的辨别率.，当升

温速率增大时，峰位向高温方向迁移，峰形变陡°

DTA曲线提供的信息有：峰的位置、峰的形状、峰的个数。

依照所用测量措施的不一样，DSC可分为功率赔偿型、热流型°

热分析联用技术分为同时联用技术、串接联用技术、间歇联用技术。

差热分析时试样用量不宜过多。试样用量多，会导致峰形扩大和辨别率下降。

DSC是动态量热技术，对DSC仪器重要的校正就是温度校正和量热校正。

简答题：

气相色谱仪由哪几部分组成？

气相色谱仪由载气系统（包括气源、气体净化等）、进样系统（包括进样器、汽

化室）、色谱柱和柱箱（包括恒温控制装置）、检测系统（包括检测器、控温装

置）、统计系统（包括放大器、统计仪、数据处理装置）五个部分组成。

气相色谱的分离原理：是基于不一样物质在两相间具备不一样的分派系数。

基线：反应检测器系统噪声随时间变化的曲线。直线

保存值：试样中各组分在色谱柱中滞留时间的数值

死时间：气相色谱法常选择空气、甲烷等不被固定相吸附或溶解的气体，测定

它们从进样到柱后洗出浓度最大值的时间，作为死时间。

保存时间IR

6.样品用量小。

缺陷：

不能直接定性；不如IR、NMR、MS等技术

不适合用于分离沸点高、热稳定性差的化合物，应用范围受温度限制。

定量时需要被测物的标准样品作对照。

简述色谱定量分析的依据：在一定的操作条件下，分析组分i的重量Wi或其在

载气中的浓度是与检测器的对应讯号（Ai或hi）成正比的，即:wi=fiAi

对固定液的要求：（1）挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失。（2）热

稳定性好，在操作温度下不发生分解。在操作温度下呈液体状态。（3）对试样各

组分有适当的溶解能力，否则易被载气带走而起不到分派作用。（4）具备高的选

择性，即对沸点相同或相近的不一样物质有尽也许高的分离能力。（5）化学稳定

性好，不与被测物质起化学反应。

使用归一化措施定量时，应具备什么条件？：试样中所有组分都能流出色谱柱,

并在所用检测器上都产生信号。即组分所有山峰。

内标法使用条件：1）组分不能所有流出色谱柱；2）检测器不能对各组分都产

生信号；3）分析需要只测定样品中的某几个组分。

内标法特点：定量较准确，与归一法比，没有使用上的限制；每次分析需准确

称量试样和内标物的重量，不宜作迅速控制分析。

色谱定量分析时采取内标法，内标物选择的基本标准是什么？：试样中不存在

的物质；加入的量接近于被测组分；内标物色谱峰位置在被测组分色谱峰附近，

或几个被测组分中间，并与这些组分完全分离；物化性质相近。

比较热导池检测港和氢火焰检测器的优缺陷。

热导池检测器具备结构简单、稳定性很好、对所用物质都有响应、使用范围广

的优点。但检测灵敏度较低。氢火焰检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏

度，一般比热导池检测器灵敏度高几个数量级、结构简单、稳定性好。但无法

检测不能高温电离的无机物和永久性气体。

简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

氧气具备比较大的导热系数（2分），而一般被测物质的导热系数比较小（1分）,

这么被测组分与载气之间的导热性能相差比较大，可提升检测的灵敏度（1分）。

依照国际热分析协会市热分析所下的定义，判定某种有关热学方面的技术是否属

于热分析技术应具备哪三个条件？

测量的参数必须是一个物理性质（1.5分）；测量参数必须直接或间接表示成温度

的函数关系（1.5分）；测量必须在程序控制的温度下进行（1分）。

与TG相比，DTG具备哪些优点？（8分）

＞能准确反应出起始反应温度Ti,最大反应速率温度和Tfo

＞更能清楚地辨别相继发生的热重变化反应，DTG比TG辨别率更高。

＞DTG曲线峰的面积精准对应着变化了的样品重量，较TG能更精准地进

行定量分析。

＞能以便地为反应动力学计算提供反应速率（dw/dt）数据。

＞DTG与DTA具备可比性，通过比较，能判断出是重量变化引起的峰还是

热量变化引起的峰。TG对此无能为力。

简述热重分析中升温速率的影响

＞升温速率越大，所产生的热滞后现象越严重，往往导致热重曲线上的起始

温度Ti和终止温度Tf偏高。虽然分解温度随升温速率变化而变化，但失

重量保持恒定。

＞中间产物的检测与升温速率亲密有关，升温速率快不利于中间产物的检

出，因为TG曲线上拐点变得不明显，而慢的升温速率可得到明确的试验

成果。

差热分析曲线能提供那些信息？

差热分析曲线能提供峰的位置、峰的形状、峰的个数等信息（3分），它们能像

“指纹”同样表征物质的特性（1分）。

简述DSC分析中试样用量的影响。

不宜过多，多会使试样内部传热慢，温度梯度大，导致峰形扩大、辨别力下降。

DSC与DTA相比具备哪些优点？

DTA有两个缺陷：1）试样在产生热效应时，升温速率是非线性的，从而使校正

系数K值变化，难以进行定量；2）试样产生热效应时，因为与参比物、环境的

温度有较大差异，三者之间会发生热互换，减少了对热效应测量的灵敏度和精准

度。使得差热技术难以进行定量分析，只能进行定性或半定量的分析工作。

DSC对试样产生的热效应能及时得到应有的赔偿，使得试样与参比物之间无温

差、无热互换，试样升温速度一直跟随炉温线性升温，确保了校正系数K值恒定。

测量灵敏度和精度大有提升。

DSC对试样产生的热效应能及时得到应有的赔偿，使得试样与参比物之间无温

差、无热互换，试样升温速度一直跟随炉温线性升温，确保了校正系数K值恒定。

测量灵敏度和精度大有提升。

TG-DTA联用的重要优缺陷：

♦重要优点：

,能以便辨别物理变化与化学变化；

/便于比较、对照、相互补充

,能够用一个试样、一次试验同时得到TG与DTA数据，节约时间

/测量温度范围宽：室温~1500℃

♦缺陷：同时联用分析一般不如单一热分析灵敏，重复性也差某些。因为不

也许满足TG和DTA所要求的最佳试验条件。

何谓同时联用技术？举例阐明。

在程序控制温度下，对一个试样同时采取两种或多个分析技术，TG-DTA.

TG-DSC应用最广泛，能够在程序控温下，同时得到物质在质量与焰值两方面

的变化情况。

何谓串接联用技术？举例阐明。

在程序控制温度下，对一个试样同时采取两种或多个分析技术，第二种分析仪

器通过接口与第一个分析仪器相串联，例如DTA-MS（质谱）的联用。

何谓间歇联用技术？举例阐明。

□在程序控制温度下，对一个试样采取两种或多个分析技术，仪器的联接

形式与串联联用相同，但第二种分析技术是不连续地从第一个分析仪取

样。

>DTA-GC（气相色谱）的联用。

计算题：

某一试样中含有甲酸、乙酸、丙酸及其他组分，取试样1.055g,加入0.1907g

环己酮作为内标物，混匀后，取样分析，所的成果如下：

组分名甲酸乙酸环己酮丙酸

峰面积14.872.613342.4

校正因子f3.831.781.001.07

求：甲酸、乙酸、丙酸的含量。（7分）

采取内标法计算：吗=£4叫=£4%=43叫（3分）

fsAs

上、100%=①

G=xlOO%(2分)

将所测数据代入后分别得到甲酸、乙酸、丙酸的百分含量为:

=网出驾”22x1()0%=7.70%,同理可得到乙酸、丙酸的百分含量

皿1.00x133x1.055

为17.6%.6.1%。(3分)

已知混合样品中仅含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烷四种组分，经气相色谱测得色

谱图及校正因子，各组分色谱峰的峰高、半峰宽及校正因子如下:

组分名甲烷乙烯乙烷丙烷

峰高mm83.2102.572.560.0

半峰宽mm1.962.351.763.12

校正因子f0.741.001.051.36

求：甲烷、乙烯、乙烷、丙烷的百分含量。(8分)

答：因为所有的被测物质都能出峰，因此采取归一化措施进行含量计算。峰面积

采取峰高乘以半峰宽的计算措施。

A=hiY...C%=\内*1()0%=x1()()%

吗=ZA

ZfAZ"乂2

将各物质的峰高、半峰宽、校正因子代入上式，可求得甲烷、乙烯、乙烷、丙烷

的百分含量如下:

=--IN

x10()0/o16.1%

0.74x83.2x1.96+1.00x]02.5x2.35+1.05x72.5x1.76+1.36x60.0x3.12

同理可计算出:

GM%=32.1%

金烷％=17.9%

C丙烷％=33.9%

4.在一根3m长的色谱柱上，分离同样品，得到如下的色谱图及数据:

(1)用组分2计算色谱柱的有效理论塔板数；

(2)求两组分的调整保存时间；

(3)若需达成辨别率R=1.5,所需的最短柱长为几米？

/»,17-1o

答：1)〃有效=16(2厂=16(----尸=4096

Y21

2)=14-l=13minA'=17-1=16min

“仃效=-^―=网2=().073。〃

有效〃有效4096

3)-3=3=1.23一八

413

173

=16x1$2(…)2X0.072=75cm=0.75/n

1.23-1

图1为负载在AbCh载体上的HzIrCk的TG-DTG曲线，为将负载FhlrCk分解为

IrCh,要求在氮气下进行焙烧。图1为HdrCk于氮气下的焙烧曲线。

图IILhCL/AMZ于、气下的焙烧TG-DTG曲线

请依照上述TG-DTG曲线，分析H21ro6/AI2O3在加热过程中的变化，并确定

H2lrC16/A12O3的焙烧温度。

答：在DTG曲线上出现两个峰，在其TG曲线上有对应的失重。第一个峰出目

前150c之前，为脱表面吸附水峰，第二个峰出目前240-400C温区，为H2lrCk的

分解峰(4分)。由此可见，陪烧温度应不小于400C(3分)。

在纳米氧化锌制备过程中，采取均匀沉淀法得到的是碱式碳酸锌

(ZnCO3-2Zn(OH)2),后经热分解制备纳米氧化锌，为了确定煨烧温度，进行了

热分析试验，所得TG-DSC曲线如下:

请对热分析曲线进行分析，并确定适宜的燃烧温度。

答：从图中DSC曲线能够看出由180℃到260℃有一明显的吸热峰，与TG曲线

相对应，有一明显失重，应为碱式碳酸铜的分解过程，失重约为25%。在360℃

左右有一小的放热峰，TG曲线