气相色谱法习题解答ppt课件.ppt

1、气相色谱问题的解答简要说明了气相色谱分析的基本原理。 用双相间分配原理分离混合物中的各组。 气相色谱根据成分、固定相和流动相的亲和力的不同来实现分离。 成分在固定相和流动相之间不断溶解、挥发(气相色谱)，在吸附、解吸过程中相互分离，然后进入检测器进行检测。 2 .气相色谱仪的基本设备包括哪些部分？ 气相色谱仪具有密闭载气连续运转线路的气路系统。 样品系统起着在液体或固体样品进入柱前瞬间气化，迅速定量地进入柱中的作用。 1、3 .以下参数变化时：(1)柱长变短，(2)固定相变化，(3)流动相的流速增加，(4)减少，为什么会引起分配系数的变化？固定相的变化会引起分配系数的变化， 由于分配系数只与成

2、分的性质和固定相和流动相的性质有关，(1)柱长的缩短不引起分配系数的变化；(2)固定相的变化不引起分配系数的变化；(3)流动相的流速的增加不引起分配系数的变化；(4)相比减少不引起分配系数的变化；2， 4 .以下参数变化时， (1)柱长增加，(2)固定相的量增加，(3)流动相的流速减少，与(4)相比增加，不引起分配比的变化吗？ 为什么？ k=K/b、b=VM/VS，分配比除了成分、二相的性质、柱温、柱压之外，还与流动相流速、柱长无关。 以：(1)不变，(2)增加，(3)不变，(4)减少，3，5 .架子高度h为指标，研究气相色谱操作条件的选择。 在解：中，主要从速度理论进行描述的同时，考虑流速的

3、影响来选择最佳载波流速。 (1)选择流动相的最佳流速。 (2)流速小时，可以选择相对分子量大的载气(N2、Ar等)，流速大时，需要选择相对分子量小的载气(H2、He等)，也应该考虑载气对不同的检测器的适应性。 (3)柱的温度不要高于固定液的最高使用温度，以防止固定液的挥发。 为了尽可能好地分离最难分离的成分，尽可能采用低的温度，但保持时间适当，峰值没有拖尾为度。 (4)固定液使用量：载体表面积越大，固定液使用量越高，允许的样品量也越多，但为了改善液体的传承，必须使固定液膜变薄。 (5)对载体的要求：载体表面积大，表面和孔径均匀。 粒度要求均匀、精细(但不能太小) (6)样品速度快，样品量少，一

4、般的液体样品为0.15uL，气体样品为0.110ml。 (7)气化温度：气化温度比柱温度高30-70。 4、试验速度方程中a、b、c三项的物理意义。 H-u曲线有什么用途？ 曲线的形状主要受那些因素的影响吗？ 参见：教材P14-16 A，称为涡流扩散项，b是分子扩散项，B /是分子扩散项，c是遗传阻力项系数，C是遗传项，h是架子高度，是载气流速。 以下，分别讨论各项意义： (1)涡流扩散项a气体接触填料粒子时，不断改变流动方向，样品成分在气相中形成像“涡流”一样的流动，引起色谱的扩张。 A=2dp，a表示填料的平均粒径dp的大小与填充的不均匀性有关，与载气的性质、线速度和成分没有关系，因此使用

5、适当的粒度和粒子均匀的载体，尽可能均匀地填充，是减少涡流扩散、提高柱效果的有效5、(2)分子扩散项B/u在试料成分被载气引入柱后，以“栓”的形式存在于柱的小空间中，在“栓”的前后(纵向)存在浓度差而形成浓度梯度，因此使运动的分子产生纵向扩散。B=2rDg r是载体填充柱内引起气体扩散路径弯曲的主要原因(弯曲因子)，D g是成分在气相下的扩散系数。 分子扩散项与D g的大小成比例，但D g与成分和载气的性质有关：相对分子质量大的成分，D g小，与载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根成反比，因此如果采用相对分子质量大的载气(氮气等)，则b项下降弯曲因子r是与填料相关的因子。 (3)传递物质项

6、系数CCC包含气传递物质阻力系数C g和液传递物质阻力系数C 1这两个。 气传质过程是样品成分向相表面移动的过程，在该过程中样品成分在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。 如果这个过程缓慢地进行，显示出气体传递物质的阻力大，色谱的峰值就会扩大。 填充柱：液体的传递过程是指样品成分从固定相的气液界面向液相内部移动，发生质量交换，达到分配平衡，返回气液界面的传递过程。 这个过程也需要时间，这个时间，成分的其他分子随着载气不断向柱口移动，这也导致峰值的扩大。 液体传质阻力系数C 1相对于填充柱，气体传质项的数值小，可忽略。 6、流速小时，分子扩散(b项)成为色谱峰扩张的主要因素，此时，采用相对分子质

7、量大的载气(N2，Ar )，使成分在载气中具有小的扩散系数。 流速大时，传递物质项(c项)应该采用相对分子质量小的载气(H2，He )作为控制因子，此时，成分在载气中具有大的扩散系数，可以减小载气的传递物质阻力，提高柱效果。 7、7 .变更下述参数时，是否增大： (1)分配比，(2)增加移动相速度，(3)增加减少比，(4)提高柱温度，缩小色谱的峰值？ 为什么呢？(1)的保持时间长，峰变形宽度(2)的保持时间短，峰变形宽度(3)的保持时间长，峰变形宽度(4)的保持时间短，峰变形宽度窄，8，的分离度将选择性和柱的性能，即热力学要素和动力学要素8 .为什么能把分离度r作为柱的总分离性能指标？ 9、答

8、案：不能，有效架的数量只表示柱性能的高低、柱分离能力发挥程度的指标，分离的可能性由成分的固定相和流动相的分配系数的差异决定。 9 .能根据理论架子的数量判断分离的可能性吗？ 为什么？10、答案：色谱分离的基本方程式是：分离度根据系统的热力学性质(a和k )的变化而变化，同时，在与列条件(n的变化)相关的(1)系的热力学性质一定的情况下(成分和二相的性质决定)，分离度与n的平方根成比例， 对柱长的选择有一定的指导意义，增加柱长可以改善分离度，但过度增加柱长会显着增加保持时间，引起色谱峰扩张。 选择性能优良的柱，优化色谱条件也可以增加n，提高分离度。 10 .试试色谱分离的基本方程式的含义，色谱分

9、离有什么指导意义？ (3)通过提高柱选择性a，能够提高分离度，分离效果高，因此，通过选择适当的固定相，能够增大不同成分的分配系数的差，实现分离多孔性，即表面积大，固定液和样品的接触面积大，(3)热稳定性高，具有一定的机械强度，不易破碎，(4)对载体粒度的要求，均匀、微细，有利于柱效应的提高。 但是，粒度过小的话，柱压会降低，对操作不利。 一般选择第40-60个、第60-80个和第80-100个等。11、对载体和固定液的要求分别是什么？12、对固定液的要求： (1)挥发性小，操作条件下有低蒸气压，为了避免流失(2)热稳定性好，操作条件下不发生分解，同时，操作温度下液体(5)化学稳定性好载体的表面

10、积越大，固定液的含量也可以越高。 13、回答：12 .试着比较红色载体和白色载体的性能，什么是甲硅烷化载体？ 有什么优点呢？ 14、15、16、13 .将“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性和问题点。 解：样品混合物能否用色谱分离，主要取决于成分和两相亲和力的差异和固定液的性质。 成分和固定液的性质越接近，分子间相互作用越强。 根据该法则： (1)分离无极性物质一般选择无极性固定液，此时，样品中的各成分按沸点顺序流出柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。 (2)分离极性物质，选择极性固定液时，试料中的各成分主要按极性顺序分离，极性小的先流出柱，极性大的后流出柱。 (3)分离无极性和极性的混合

11、物时，一般选择极性固定液，这种情况下，无极性成分先出现峰值，极性成分(或容易极化的成分)后出现峰值。 (4)能形成氢键的样品，例如醉酒、苯酚、胺、水等的分离。 一般情况下，选择极性或氢键型的固定液时，样品中的各成分以与固定液分子之间形成氢键的能力的大小前后流出，先流出到难以形成氢键的地方，最后流出到容易形成氢键的最后。 (5)复杂的难以分离的物质可以使用2种以上的混合固定液。 以上讨论只是固定液的大致选择原则，应用是有限的。 实际上在柱中的作用很复杂，所以固定液的选择主要依靠实践。 17、14 .试验导热池检测器的工作原理。 影响导热池探测器灵敏度的因素是什么？ 解：作为检测器，导热池根据不同

12、的物质具有不同的导热率。 当电流通过钨线时，当钨线被加热到一定的温度时，钨线的电阻值也增加到一定的位置(一般来说，导线的电阻值随着温度的升高而增加)。 没有样品的情况下，通过热传导池的两个池孔(参考池和测量池)的都是载气。 在载气的热传导作用下钨线的温度下降，电阻减少时，导热池的两个单元孔中钨线的温度下降和电阻下降的值相同。 进入试料成分后，裁断气流通过比较池，裁断气流带有试料成分流过测定池，但由于被测定成分和载气构成的混合气体的热传导率和裁断气体的热传导率不同，测定池的钨线的散热状况发生变化，两个电池孔的两根钨线的电阻值之间产生了差异。 这个差异可以用桥牌来测定。 桥接电路的工作电流、导热池

13、的温度、载气的性质和流速、热敏元件的电阻值和导热池的体积等影响检测器的灵敏度。 18、15 .试验氢火焰离子化检测器的工作原理。 你怎么考虑那个工作条件？ 解：氢焰检测器电离的作用机制至今尚不清楚。 现在认为，火焰中的电离不是热电分离，而是化学电离，即有机物在火焰中发生自由基反应而电离。 化学电离产生的正离子(CHO、H3O )和电子(e )施加150300v的直流电场，向两极移动，产生微小电流。 扩大后，记录了色谱的高峰。 氢火焰离子化检测器对很多有机化合物有很高的灵敏度，因此适用于微量有机物的分析。 但是，不能检测在氢火焰中不电离的元素化合物，例如CO、CO2、SO2、N2、NH3等.19

14、，16 .色谱定性的根据是什么，主要有那些定性的方法吗？ 解：根据成分列中保持值的不同来进行定性。 主要的定性方法有以下几种： (1)基于色谱保持值进行定性；(2)使用相对保持值r21进行定性；(3)进行混合样品；(4)多柱法；(5)保持指数法；(6)并用技术；(7)选择性检测器； 把保留指数应用于定性指标的优点是什么？ 因为优点：具有高精度，所以可以根据固定相和列温度直接与文献值进行对比，而无需使用标准样品。 21，18 .在色谱定量分析中，为什么使用定量校正因子？ 在什么样的条件下不用修正系数？ 解开：利用标准化法分析校正因子相同的物质，测定同系物中沸点接近的成分，并用无需考虑校正因子的内

15、标和外标标准曲线法时，不需要测定校正因子。 22，1 .外标法是色谱定量分析中比较简单的方法。 该方法将成分纯物质调制成不同浓度的标准溶液。 接近测定浓度的成分。 该方法的优点是操作简单，适用于工厂的控制分析和自动分析，适用于工厂的控制分析和自动分析，适用于工厂的控制分析，适用于工厂的控制分析，适用于工厂的控制分析，适用于工厂的控制分析和自动分析， 适合工厂控制分析等.但是，结果的精度取决于样品量的再现性和操作条件的稳定性. 19 .有什么一般的色谱定量方法？ 比较一下优点、缺点和使用范围吧？ 23、2 .内标法仅测定样品中的几个成分，或者在样品中的所有成分不可能达到峰值的情况下，可以采用内标

16、法。 根据被测定物和内标准物在色谱上的峰面积(或峰高度)和相对修正因子，求出某成分的含量，内标准法通过测定内标准物和想测定的成分的峰面积的相对值来计算，因此可以将操作条件等的变化引起的误差内标法的缺点是在样品中增加内标物，常常给分离带来困难。 24、3 .正规化法正规化法是以样品中的全部成分的含量的合计为100%，以各自的色谱图的峰面积或峰高度为定量参数，由上述的计算式可知，在分离色谱图后， 在操作条件(例如，采样量、流速等)发生变化的情况下，对分析结果的影响小。 该方法常用于常数分析，特别适用于采样量少、体积无法准确测量的液体样品。 用25，20.1根2 m长柱对混合物进行分析，苯、甲苯、乙苯的保持时间分别是120，22，31， 已知半值宽为0.211cm、0.291cm、0.409cm，记录纸速度为1200mm.h-1，求出了针对列的各成分的理论级数和架子高度。 解：用记录纸距离表示3种成分的保留值时，苯： (1 20/60)