分析化学第七章习题

1、第七章 色谱分析法,题目,1. 在一个3.0 m的色谱柱上，分离一个样品的结果如下图： 计算：(1) 两组分的调整保留时间 及 ； (2) 用组分2计算色谱柱的有效塔板数n有效及有效塔板高度H有 效； (3) 两组分的容量因子k1及k 2； (4) 它们的相对保留值和分离度； (5) 若使两组分的分离度为1.5所需要的最短柱长。(已知死时间和 两组分色谱峰的峰宽均为1.0min),分析,解题思路：该题主要是要求掌握色谱理论中的一些基本概念以及塔板理论。保留时间（tR）、 死时间（tM）与调整保留时间（ tR ）三者关系为：tR tR tM ；容量因子可由实验数据测得，它和保留时间存在关系式：

2、；塔板理论中，有效塔板数、有效塔板高度与区域宽度的存在关系： ；分离度与相邻两组分的保留时间、有效塔板数存在关系： 相应柱长与分离度有关系： 对同样组分、相同柱子，所需柱子长度L可根据与R之间的关系，即柱长之比等于分离度平方之比求得。,解题过程,解：(1) (2) (3) (4) (5) L2 = 0.75m,题目,二个色谱峰的调整保留时间分别为55s和83s，若所用柱的塔板高 度为1.1mm，两个峰具有相同的峰宽，完全分离两组分需要的色谱柱为多长？,解题思路: 该题是通过对色谱柱长的计算，达到掌握分离度、塔板理论的目的。 在分离度一节中基于两个峰具有相同的峰宽，曾导出了分离度R、柱长L与两组

3、分保留值r21 三者之间的数学关系式，题中未直接给出保留值r21 ，但由给出的两峰调整保留时间数据计算出r21后，将相应数据代入公式即可计算出达到给定分离度下需要的色谱柱长。 题中“两个峰具有相同的峰宽”是公式推导过程的前提条件。完全分离意味着给出了“R=1.5”。,解题过程,解： 两组分相对保留值： 已知塔板高度H，以及R，代入得： 所以完全分离需要色谱柱长为356.4mm。,题目,在2m长的色谱柱上，以氦为载气，测得不同载气线速度下组分 的保留时间和峰底宽Wb如下表 u(cms-1) tR(s) Wb(s) 11 2020 223 25 888 99 40 558 68 计算：1.Van

4、Deemter 方程中A、B、C 值； 2.最佳线速度uopt及最小板高Hmin； 3.载气线速度u在什么范围内，仍能保持柱效率为原来的90% 。,解题思路: 首先求出不同线速度下的H, 根据对应的H 解三元一次方程求出A、B、C的值。,解题过程,解： (1),解题过程,由以上结果按列三元一次方程 0.1523 = A + B / 11 + 11C 0.1524 = A + B / 25 + 25C 0.1857 = A + B / 40 + 40C 解得: A = 0.0605(cm) ； B = 0.68(cm2s-1) ； C = 0.0027(s) (2) (3) 90% 以上的柱效为

5、： 解得:u1 = 8.7cms-1 u2 = 29cms-1 即线速度在8.729cms-1 范围内, 可保持柱效率在90%以上.,题目,组分A和B在某毛细管柱上的保留时间分别为12.5min 和12.8min， 理论塔板数对A和B均为4300，计算： (1) 组分A和B能分离到什么程度？ (2) 假定A和B的保留时间不变，而分离度要求达到1.5，则需多少 塔板数？,解题思路:因为分离度和色谱参数存在下列关系： a. b. c. 根据题目给出的已知条件，首先求出A、B组分的半峰宽（或峰底宽Y）, 再根据（b）、（c）公式进行计算。,解题过程,解： （1）由公式 得， 同理： （2） 已知R1

6、，R2，n1，得,题目,气相色谱法测定某试样中水分的含量。称取0.0186g内标物加到 3.125g试样中进行色谱分析，测得水分和内标物的峰面积分别是 135mm2和162mm2。已知水和内标物的相对校正因子分别为0.55和 0.58，计算试样中水分的含量。,解题思路:因为用到内标物，所以属于色谱定量分析三种计算方法中的内标法，其基本原理是在试样中准确加入一定量内标物，根据待测组分与内标物的质量比进行计算：,解题过程,解： 试样中水分的含量为： 即试样中水分的含量为0.47% 。,题目,6. 有一含有四种组分的样品，用气相色谱法FID检测器测定含量， 实验步骤如下： 测定校正因子 准确配制苯(

7、基准物、内标物)与组分A、B、C及D的纯品混合溶液，它们的质量(g)分别为0.435、0.653、0.864、0.864及1.760。吸取混合溶液0.2L。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面积单位。 测定样品在相同的实验条件下，取样品0.5L，进样三次，测得A、B、C及D的相对峰面积分别为3.50、4.50、4.00及2.00。已知它们的相对分子质量分别为32.0、60.0、74.0及88.0。 计算各种组分的：（1）相对质量校正因子和质量分数。 （2）相对摩尔校正因子和摩尔分数。,分析,解题思路：由于各化合物的性质不同，对检测器的响应也不同，即

8、使 它们质量相等，所得到的峰面积也可能不等，所以引入绝对定量校正 因子，公式定义为： 。 在定量分析中，通常使用相对校正因子，即组分的绝对校正因子与标 准物质的绝对校正因子之比： 若mi以摩尔为单位，所得的的校正因子称为摩尔校正因子，用fm表 示；若以质量为单位，则为质量校正因子，用fw表示。,解题过程,解： 由公式 ，将题中已知量代入即得: （1）各组分的相对质量校正因子 ， ， ， 。 质量分数 ， ， ， 。 （2）各组分的摩尔校正因子 ， ， ， 。 摩尔分数 A %=39.4 , B %=30.4% , C %=20.6% , D %=9.58% 。,题目,某试样中含对、邻、间甲基苯甲酸及苯甲酸并且全部在色谱图上出峰，各组分相对质量校正因子和色谱图中测得各峰面积积分值列于下表： 用归一化法求出各组分的质量分数。,解题思路：按归一化法，各组分占总量的百分含量的计算公式为：