氣相色譜法習(xí)題答案

1、第十九章 氣相色譜法思考題和習(xí)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?zhǔn)铣?shù) 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(yīng)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(chǎn)生直接影響。有些因素影響方向相反，應(yīng)全面綜合考慮。（1）選擇流動相最佳流速。（2）當(dāng)流速較小時，可以選擇相對分子質(zhì)量較大的載氣（如N2，Ar），而當(dāng)流速較大時，應(yīng)該

2、選擇相對分子質(zhì)量較小的載氣（如H2，He），同時還應(yīng)該考慮載氣對不同檢測器的適應(yīng)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(fā)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(dān)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(zhì)，應(yīng)使固定液膜薄一些。（5）對擔(dān)體的要求：擔(dān)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(zhì)阻力過大）（6）進樣速度要快，進樣量要少，一般液體試樣0.15uL,氣體試樣0.110mL.（7）氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫30-70。4某色譜

3、柱理論塔板數(shù)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(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)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(tǒng)進樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)載氣系統(tǒng)的作用是獲得純凈、流速穩(wěn)定的載氣。進樣系統(tǒng)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(zhuǎn)入到色譜柱中。色譜柱系統(tǒng)是色譜分析的心臟，組分分離的場所。溫控系統(tǒng)控制氣化室、柱箱和檢測器的溫度檢測和記錄系統(tǒng)將各組分的濃度或質(zhì)量轉(zhuǎn)變成相應(yīng)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

4、譜上實現(xiàn)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(zhì)。組分與固定液性質(zhì)越相近，分子間相互作用力越強。根據(jù)此規(guī)律：(1)分離非極性物質(zhì)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(zhì)，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鍵的能力大

5、小先后流出，不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的最后流出。(5)對于復(fù)雜的難分離的物質(zhì)可以用兩種或兩種以上的混合固定液。 以上討論的僅是對固定液的大致的選擇原則，應(yīng)用時有一定的局限性。事實上在色譜柱中的作用是較復(fù)雜的，因此固定液酌選擇應(yīng)主要靠實踐。7說明氫焰、熱導(dǎo)以及電子捕獲檢測器各屬于哪種類型的檢測器，它們的優(yōu)缺點以及應(yīng)用范圍。氫焰檢測器為質(zhì)量型檢測器，具有靈敏度高、響應(yīng)快、線性范圍寬等優(yōu)點，是目前最常用的檢測器之一，但對在氫焰中不電離的無機化合物不能檢測。熱導(dǎo)檢測器為濃度型檢測器，其特點為對任何氣體均可產(chǎn)生響應(yīng)，通用性好，線性范圍寬、價格便宜、應(yīng)用范圍廣。但靈敏度較低。電子捕獲檢測器為濃度

6、型檢測器，具靈敏度高、選擇性好的特點。是目前分析痕量電負(fù)性有機化合物最有效的檢測器。但對無電負(fù)性的物質(zhì)如烷烴等幾乎無響應(yīng)8在氣相色譜分析中，應(yīng)如何選擇載氣流速與柱溫？當(dāng)u較小時，B/u占主要，選擇分子量大的載氣如N2，使組分的擴散系數(shù)??；當(dāng)u較大時，Cu占主要，選擇分子量小的載氣H2，減小傳質(zhì)阻力項Cu。高沸點混合物分析選擇柱溫可低于沸點100150低沸點混合物選擇低于平均沸點50至平均沸點柱溫寬沸程混合物采用程序升溫9氣相色譜定量分析的依據(jù)是什么？為什么要引入定量校正因子？常用的定量方法有哪幾種？各在何種情況下應(yīng)用？色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與其蜂面積的正比關(guān)系。但是由于同一檢測器對不同

7、的物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，所以兩個相等量的物質(zhì)得出的峰面積往往不相等，這樣就不能用峰面積來直接計算物質(zhì)的含量。為了使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)訊號能真實地反映出物質(zhì)的含量，就要對響應(yīng)值進行校正，因此引人“定量校正因子”。常用的定量方法有以下幾種A外標(biāo)法: 色譜定量分析中較簡易的方法。適合于進樣量的重現(xiàn)性較好和操作條件較穩(wěn)定的情況。B內(nèi)標(biāo)法：當(dāng)只需測定試樣中某幾個組份，或試樣中所有組份不可能全部出峰時，可采用內(nèi)標(biāo)法。C歸一化法：適合于進樣量很少而其體積不易準(zhǔn)確測量的液體樣品。10毛細管柱氣相色譜有什么特點？毛細管柱為什么比填充柱有更高的柱效？毛細管柱自加工困難，需購買成品柱，具有分離效能高、柱滲透性好、柱容

8、量小、易實現(xiàn)氣質(zhì)聯(lián)用，應(yīng)用范圍廣等特點。一般毛細管的比滲透率約為填充柱的100倍, 在同樣的柱前壓下, 可使用更長的毛細管柱(如100米以上), 而載氣的線速可保持不變。這就是毛細管柱高柱效的主要原因。11當(dāng)出現(xiàn)下列三種情況時，Van Deemter曲線是什么形狀？（1）B/u=Cu=0；（2）A=Cu=0；（3）A=B/u=0圖中1為A=Cu=0，2為A=B/u=0，3為B/u=Cu=012用氣相色譜法分離某二元混合物時，當(dāng)分別改變下列操作條件之一時，推測一下對tR、H、R的影響（忽略檢測器、氣化室、連接管道等柱外死體積）。（a）流速加倍，（b）柱長加倍，（c）固定液液膜厚度加倍，（d）色譜

9、柱柱溫增加。 A=2ldp B = 2gD（a）流速加倍，tR；最佳流速前H，R，最佳流速后H，R（b）柱長加倍，n，tR，H基本無影響，R（c）固定液液膜厚度加倍，tR，H，R（d）色譜柱柱溫增加，tR；柱溫對H的影響復(fù)雜，R13當(dāng)色譜峰的半峰寬為2mm，保留時間為4.5min，死時間為1min，色譜柱長為2m，記錄儀紙速為2cm/min，計算色譜柱的理論塔板數(shù)，塔板高度以及有效理論塔板數(shù)，有效塔板高度。（11200 ，0.18mm；6790，0.29mm）14在某色譜分析中得到如下數(shù)據(jù)：保留時間tR=5.0min，死時間t0=1.0min，固定液體積Vs=2.0ml，載氣流速F=50ml/

10、min。計算：（1）容量因子；（2）分配系數(shù)；（3）死體積；（4）保留體積。 （4.0，100，50ml，250ml）15用一根2米長色譜柱將兩種藥物A和B分離，實驗結(jié)果如下：空氣保留時間30秒，A與B的保留時間分別為230秒和250秒，B峰峰寬為25秒。求該色譜柱的理論塔板數(shù)，兩峰的分離度。若將兩峰完全分離，柱長至少為多少？（1600，0.80，7m）16用一色譜柱分離A、B兩組分，此柱的理論塔板數(shù)為4200，測得A、B的保留時間分別為15.05min及14.82min。（1）求分離度；（2）若分離度為1.0時，理論塔板數(shù)為多少？ （0.25，67200）17一氣相色譜柱在Van Deemt

11、er方程中A、B、C值各為0.15cm，0.36cm2s-1，4.3×10-2s。試計算最小塔板高度及最佳流速。 （0.399cm，2.85cms-1）18在2米長的某色譜柱上，分析苯與甲苯的混合物，測得死時間為0.20min，甲苯的保留時間為2.10min及半峰寬為0.285cm，記錄紙速為2cm/min。己知苯比甲苯先流出色譜柱，且苯與甲苯的分離度為1.0。求（1）甲苯與苯的分配系數(shù)比；（2）苯的容量因子與保留時間；（3）達到分離度為6時，柱長至少為多長？（=1.15、=8.3、=1.86min、柱長至少為4.5m）19有一含有四種組分的樣品，用氣相色譜法FID檢測器歸一化法測定

12、含量，實驗步驟如下：（1）測相對重量校正因子，準(zhǔn)確配制苯（內(nèi)標(biāo)）與組分a、b、c及d的純品混合溶液，它們的重量分別為0.435、0.653、0.864、0.864及1.760g。吸取混合溶液0.2µl，進樣三次，測得平均峰面積分別為4.00、6.50、7.60、8.10及15.0。（2）取樣0.5µl，進樣三次，測得平均峰面積分別為3.50、4.50、4.00及2.00。求各種組分的相對重量校正因子，以及各組分的重量百分?jǐn)?shù)。（相對重量校正因子：fa=0.924、fb=1.04、fc=0.981、fd=1.08。重量百分?jǐn)?shù)：a=23.1%、b=33.4%、c=28.0%、d=

13、15.4%）20用氣相色譜法測定正丙醇中的微量水分，精密稱取正丙醇50.00g及無水甲醇（內(nèi)標(biāo)物）0.4000g，混合均勻，進樣5µl，在401有機擔(dān)體柱上進行測量，測得水：h=5.00cm，W1/2=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。（相對重量校正因子=0.55，=0.58） （1.42%）21有下列兩組樣品，請分別選擇氣液色譜所需的固定液，并說明組分的流出順序。（1）三種胺類混合物：一甲胺、二甲胺和三甲胺。分析低分子量的伯、仲、叔胺時，一般采用三乙醇胺作固定液，因為胺類能與三乙醇胺形成氫鍵，三乙醇胺對伯、仲、叔胺有選擇性，

14、一甲胺、二甲胺、三甲胺和氨在20%三乙醇胺和酸洗紅色載體(C-22保溫磚)柱上的出峰順序為：三甲胺（沸點3.5）、二甲胺（沸點7.4）和一甲胺(沸點-6.5)，完全是按照形成氫鍵的難易程度排列的，三甲胺因其分子中三個甲基的位阻效應(yīng)，最不容易形成氫鍵，故最先出峰，而一甲胺則因最易形成氫鍵，被三乙醇胺保留到最后出峰。（2）苯（bp80.1）與環(huán)己烷（bp80.7）的混合物。被分離樣品為極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)的混合物，一般選用極性固定液，這時，非極性物質(zhì)先出峰，極性物質(zhì)后出峰。苯和環(huán)己烷的分離，當(dāng)選用非極性固定液時，很難將其分離；但若選用聚乙二醇-400作固定液，苯的保留時間是環(huán)己烷的3.9倍，選用極性更強的