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【正文】 ) U=2(2) UV262nm（15）： R帶(3) IR 3330~2500cm1：n－OH； 1715 cm1：n－C=O (峰寬可能是C=O與酸的C=O的吸收重疊)第十七章 色譜分析法概論思 考 題 和 習 題1．色譜法作為分析方法的最大特點是什么?色譜法以高超的分離能力為最大特點,具有高靈敏度、高選擇性、高效能、分析速度快及應用廣泛等優點。2．一個組分的色譜峰可用哪些參數描述？ 這些參數各有何意義？ 一個組分的色譜峰可用三項參數即峰高或峰面積、峰位及峰寬說明。其中峰高或峰面積用于定量；峰位用保留值表示，用于定性；峰寬用于衡量柱效。3．說明容量因子的物理含義及與分配系數的關系。為什么容量因子 (或分配系數) 不等是分離的前提？分配比（容量因子k）是在一定溫度和壓力下，達到分配平衡時，組分在固定相和流動相中的質量之比。而分配系數是組分在固定相和流動相中的濃度之比。二者的關系為k=KVs/Vm。分配比越大的組分在色譜柱中的保留越強，tR=t0(1+k)，要使兩組分分離，須不等，則它們的k或K必須不等，這是分離的前提。4．各類基本類型色譜的分離原理有何異同？按色譜分離機制不同，可將色譜方法分離以下幾種基本類型：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、空間排阻色譜法，它們均是基于組分在相對運動的兩相（流動相和固定相）間多次分配產生差速分離而得到分離，分配系數大的組分保留時間長，晚留出色譜柱。其中吸附色譜利用吸附劑對不同組分吸附能力差異實現分離；分配色譜利用組分在流動相和固定相間溶解度差別實現分離；離子交換色譜依據被測組分與離子交換劑交換能力不同而實現分離；空間排阻色譜利用被測組分分子大小不同、在固定相上選擇性滲透實現分離。四種基本類型色譜分別形成吸附平衡、分配平衡、離子交換平衡和滲透平衡。5．說明式（17?18）中K與Vs在各類色譜法中的含義有何不同？吸附色譜分配色譜離子交換色譜空間排阻色譜法K吸附系數狹義分配系數選擇性系數滲透系數Vs吸附劑表面積固定相體積交換容量凝膠孔隙總體積6．衡量色譜柱效的指標是什么？衡量色譜系統選擇性的指標是什么？衡量色譜柱柱效的指標是理論塔板數和理論塔板高度衡量色譜柱選擇性的指標是相對保留值7．用塔板理論討論流出曲線，為什么不論在 t＞tR或t＜tR時，總是C＜Cmax? 塔板理論有哪些優缺點？根據色譜流出曲線方程式：可知，不論在 t＞tR或t＜tR時，總是C＜Cmax。塔板理論成功地解釋了色譜流出曲線的形狀位置、組分的分離原因及評價柱效，該理論在理想情況下導出，未考慮分子擴散因素、其它動力學因素對柱內傳質的影響。塔板理論不能解釋峰形為什么會擴張，不能說明影響柱效的動力學因素。8．簡述譜帶展寬的原因。譜帶展寬的原因主要包括：1）渦流擴散（eddy diffusion）：當色譜柱內的組分隨流動相在固定相顆粒間穿行,朝柱出口方向移動，如果固定相顆粒不均勻，則組分在穿行這些空隙時碰到大小不一的顆粒而必須不斷的改變方向，于是在柱內形成了紊亂的湍流流動使流經障礙情況不同的流路中的分子到達柱出口，而使譜帶展寬。2）分子擴散（molecular diffusion）：由于組分的加入，在柱的軸向上形成溶度梯度，因此當組分以塞子形式隨流動相流動的時候,以塞子狀分布的分子自發的向前和向后擴散引起譜帶展寬3）傳質阻抗（mass transfer resistance）：由于溶質分子在流動相和固定相中的擴散、分配、轉移的過程并不是瞬間達到平衡，實際傳質速度是有限的，這一時間上的滯后使色譜柱總是在非平衡狀態下工作，從而產生峰展寬。9．下列那些參數可使塔板高度減小? （1，2，3，5）(1) 流動相速度，(2) 固定相顆粒， (3) 組分在固定相中的擴散系數Ds，(4) 柱長， (5) 柱溫。（1）流動相速度影響縱向擴散和傳質阻力，低流速區，分子擴散項 (B/u) 大，高流速區，傳質阻力項 (Cu)大。對應某一流速，塔板高度有一極小值。（2）固定相顆粒填充均勻度越高，載體粒度越小，則A越小，塔板高度越小。（3）組分在固定相中的擴散系數Ds影響傳質阻力氣液色譜傳質阻力系數可用下式表示： （Dg、DL為組分在流動相、固定相中的擴散系數）液液色譜傳質阻力系數可用下式表示 （Dm、Ds為組分在流動相、固定相中的擴散系數）從以上兩芪可知，增加組分在固定相和流動相中的擴散系數D可以降低C使塔板高度減小，提高柱效。(4) 增加柱長只能增加理論塔板數，不能使塔板高度減小。(5) 柱溫升高有利于減少傳質阻力，但又加劇分子擴散，并且會影響分配系數，選擇合適的柱溫可提高柱效。10．什么是分離度？要提高分離度應從哪兩方面考慮？ 分離度是相鄰兩組分色譜峰保留時間之差與兩色譜峰寬度均值之比為改善色譜分離度，一方面應增加兩組分保留時間之差，即容量因子或分配系數之差；另一方面減小峰寬，即提高柱效使色譜峰變銳。11．組分在固定相和流動相中的質量為mA、mB(g)，濃度為CA、 CB(g/ml)，摩爾數為nA、nB(mol)，固定相和流動相的體積為VA、VB(ml)，此組分的容量因子是 (A、B、C ) 。A. mA/mB；B. (CAVA)/(CB VB) ；C. nA/nB；D. CA/CB。 12．在柱色譜法中，可以用分配系數為零的物質來測定色譜柱中 (A、C ) 。A. 流動相的體積；B. 填料的體積；C. 填料孔隙的體積；D. 總體積。 13．在以硅膠為固定相的吸附色譜中下列敘述中正確的是 (A ) 。A. 組分的極性越強，吸附作用越強；B. 組分的分子量越大，越有利于吸附；C. 流動相的極性越強，溶質越容易被固定相所吸附；D. 二元混合溶劑中正己烷的含量越大，其洗脫能力越強。 14．在離子交換色譜法中，下列措施中能改變保留體積的是(A、B、C )。A. 選擇交聯度大的交換劑；B. 以二價金屬鹽溶液代替一價金屬鹽溶液作流動相；C. 降低流動相中鹽的濃度；D. 改變流速。15．在空間排阻色譜法中，下列敘述中完全正確的是(C、D )。A. VR與Kp成正比；B. 調整流動相的組成能改變VR；C. 某一凝膠只適于分離一定分子量范圍的高分子物質；D. 凝膠孔徑越大，其分子量排斥極限越大。16．在一液液色譜柱上，組分A和B的K分別為10和15，。求A、B的保留時間和保留體積。（=13min =, =18min =9ml）17．在一根3m長的色譜柱上分離一個試樣的結果如下：死時間為1min，組分1的保留時間為14min，組分2的保留時間為17min，峰寬為1min。(1) 用組分2計算色譜柱的理論塔板數n及塔板高度H；(2) 求調整保留時間及；(3) 用組分2 求有效塔板數nef及有效塔板高度Hef；(4) 求容量因子k1及k2；(5) 求相對保留值和分離度R。 (n2=180。103 , H2=, =13min，=16min，nef(2)=180。103 , Hef(2)=, k1=13, k2=16, ，R＝) 18．一根分配色譜柱，校正到柱溫；由固定液的涂量及固定液在柱溫下的密度計算得Vs=。分離一個含四組分的試樣，測得這些組分的保留時間：、。求：(1) 死體積；(2) 這些組分的調整保留時間；(3) 它們在此柱溫下的分配系數（假定檢測器及柱頭等體積可以忽略）；(4) 相鄰兩組分的分配系數比a。((1)V0= , (2)(苯) = , (甲苯) = , (乙苯) = , (異丙苯) = , (3) K (苯) =，K (甲苯) = , K (乙苯) =12 , K (異丙苯) =16，(4)α (甲苯/苯) =，α(乙苯 /甲苯) =, α(異丙苯/乙苯) =) 。V0=t0u=(苯) =－= , (甲苯) =－= , (乙苯) =－= , (異丙苯) =－=19．已知KA= KB=， 用式 (17?29) 計算進流動相5次 (N=5) 分配平衡后，A、B在各塔板中的百分含量及在流動相與固定液中的百分含量。并說明組分的遷移速度與分配系數的關系。答案：塔板號r012345組分A BA BA BA BA BA B5Xr 流動相 固定液 20．在一根2m的氣相色譜柱上，用He為載氣，用甲烷測定死時間，在三種流速下測得結果如下，求算：(1)三種流速下的線速度u1，u2及u3； (2) 三種不同線速度下的n及H； (3) 計算Van Deemter方程中A、B、C三個參數。甲 烷正十八烷tR(s)tR(s)W(s) (u1=；u2=；u3=。n1=180。103；n2=180。103；n3=180。103 ；H1=；H2=；H3=。A=；B=s1；C=。)由u1；u2；u3；H1cm；H2；H3可分別建立三個Van Deemter方程21．在一根甲基硅橡膠 (OV1) 色譜柱上，柱溫120℃。測得一些純物質的保留時間：、、。(1) 求出后5個化合物的保留指數。未知正構飽和烷烴是何物質？ (2) 解釋上述五個六碳化合物的保留指數為何不同。(3) 說明應如何正確選擇正構烷烴物質對，以減小計算誤差。(苯673正己酮78正丁酸乙酯799，正己醇890，未知物是正戊烷)，求得苯、3正己酮、正丁酸乙酯，正己醇的調整保留時間，再按分工計算各傾化合物的保留指數，得苯673正己酮78正丁酸乙酯799，正己醇890；根據氣液色譜固定液的作用原理，這六級份在(OV1) 色譜柱上隨組分極性依次增大，保留指數依次增大，該未知正構飽和烷烴的保留指數按公式計算為500，可能為正戊烷。22．某色譜柱長100cm，已知組分A的洗脫時間為40 min，求組分A在流動相中的時間和保留比R162。=t0/tR為多少。 (，)流動相流過色譜柱所需的時間即死時間t0，即為組分A在流動相中的停留時間：t0=L/u=100/(60)=組分A的洗脫時間即其保留時間tR保留比R162。=t0/tR=23．某YWGC18H37 25cm柱，以甲醇－水（80:20）為流動相，記錄紙速為5mm/min，測得苯和萘的tR和W1/(min), (mm)。求柱效和分離度。(=104m–1；=104m–1；R=)24．。問：（1）B組分相對于A的相對保留值是多少？（2）A組分相對于B的相對保留值是多少？（3）組分A在柱中的容量因子是多少？（4）組分B在固定相的時間是多少？（rB,A=，rA,B=，kA=，tB=）第十九章 氣相色譜法思考題和習題1．名詞解釋：噪音 檢測限 死體積 分離度 程序升溫 保留溫度 分流進樣 分流比 線性分流 相對重量校正因子 麥氏常數 2．說出下列縮寫的中文名稱：TCD FID ECD TID FPD WCOT柱 PLOT柱 SCOT柱 FSOT柱 3．簡述范氏方程在氣相色譜中的表達式以及在分離條件選擇中的應用。A=2ldpB = 2gD柱子的填充均勻度、載體的粒度、載氣的種類及流速、固定液液膜厚度以及柱溫等因素對柱效產生直接影響。有些因素影響方向相反，應全面綜合考慮。（1）選擇流動相最佳流速。（2）當流速較小時，可以選擇相對分子質量較大的載氣（如N2，Ar），而當流速較大時，應該選擇相對分子質量較小的載氣（如H2，He），同時還應該考慮載氣對不同檢測器的適應性。（3）柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，以免引起固定液的揮發流失。在使最難分離組分能盡可能好的分離的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保留時間適宜，峰形不拖尾為度。（4）固定液用量：擔體表面積越大，固定液用量可以越高，允許的進樣量也越多，但為了改善液相傳質，應使固定液膜薄一些。（5）對擔體的要求：擔體表面積要大，表面和孔徑均勻。粒度要求均勻、細?。ǖ灰诉^小以免使傳質阻力過大）（6）進樣速度要快，進樣量要少，~5uL,~10mL.（7）氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫3070℃。4．某色譜柱理論塔板數很大，是否任何兩種難分離的組分一定能在該柱上分離？為什么？柱效不能表示被分離組分實際分離效果，當兩組分的分配系數K相同時，無論該色譜柱的塔板數多大，都無法分離。5．氣相色譜儀主要包括哪幾部分？簡述各部分的作用。載氣系統．進樣系統、色譜柱系統、溫控系統以及檢測和記錄系統．載氣系統的作用是獲得純凈、流速穩定的載氣。進樣系統作用是將液體或固體試樣，在進入色譜柱前瞬間氣化，然后快速定量地轉入到色譜柱中。色譜柱系統是色譜分析的心臟，組分分離的場所。溫控系統控制氣化室、柱箱和檢測器的溫度檢測和記錄系統將各組分的濃度或質量轉變成相應的電信號并記錄。6．在氣相色譜中，如何選擇固定液？解：樣品混合物能否在色譜上實現分離，主要取決于組分與兩相親和力的差別，及固定液的性質。組分與固定液性質越相近，分子間相互作用力越強。根據此規律：(1)分離非極性物質一般選用非極性固定液，這時試樣中各組分按沸點次序先后流出色譜柱，沸點低的先出峰，沸點高的后出峰。(2)分離極性物質，選用極性固定液，這時試樣中各組分主要按極性順序分離，極性小的先流出色譜柱，極性大的后流出色譜柱。(3)分離非極性和極性混合物時，一般選用極性固定液，這時非極性組分先出峰，極性組分(或易被極化的組分)后出峰。(4)對于能形成氫鍵的試樣、如醉、酚、胺和水等的分離。一般選擇極性的或是氫鍵型的固定液，這時試樣中各組分按與固定液分子間形成氫