1、色譜基本理論習(xí)題解答

1、1、在色譜流出曲線上，兩峰之間的距離取決于相應(yīng)兩組分在兩相間的分配 系數(shù)還是擴(kuò)散速度？為什么？答：在色譜流出曲線上，兩峰之間的距離取決于相應(yīng)兩組分在兩相間的分配 系數(shù)。這是因?yàn)樯V法的分離原理是基于組分在兩相中熱力學(xué)性質(zhì)的差異，兩峰之間距離的距離的大小是與待分離組分在固定相和流動相中的分配系數(shù)密切相關(guān)， 分配系數(shù)不同，固定相對組分的作用力則不同，組分流出色譜柱的時間也不同， 從而達(dá)到彼此分離的目的。而擴(kuò)散速度是研究物質(zhì)在色譜柱內(nèi)運(yùn)動的情況， 反映 在色譜曲線上表現(xiàn)為色譜峰寬，這是色譜動力學(xué)研究的內(nèi)容。2、 對于某一組分來說，色譜峰的寬或窄主要取決于組分在色譜柱中的：（1） 保留值；（2）擴(kuò)散速

2、度；（3）分配比；（4）塔板理論答：擴(kuò)散速度。試樣組分碰到填充物顆粒時會不斷的改變流動方向，使得試樣組分在固定相 中形成類似“渦流”的流動，從而引起色譜峰的擴(kuò)張，即渦流擴(kuò)散。由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一 段空間，在塞子的前后存在濃度差而形成濃度梯度， 因此使運(yùn)動中的分子產(chǎn)生縱 向擴(kuò)散?？v向擴(kuò)散對組分在色譜柱內(nèi)色譜峰擴(kuò)張的影響與保留時間有關(guān)，擴(kuò)散速度越小，保留時間越長，分子擴(kuò)散項(xiàng)對顯著。3、 當(dāng)下述參數(shù)改變時，（1）柱長縮短，（2）固定相改變，（3）流動相流速 增大，（4）相比減小，是否會引起分配系數(shù)的變化，為什么？答：（1）柱長縮短，（3）流動相流速增大，

3、（4）相比減小均不會引起分配系 數(shù)的改變，而（2）固定相改變會引起分配系數(shù)的改變。因?yàn)榉峙湎禂?shù)是當(dāng)分配達(dá)到平衡時， 組分在兩相間的濃度之比。分配系數(shù)只 決定于組分和兩相的熱力學(xué)性質(zhì)，而與兩相的體積無關(guān)。分配比不僅與組分和兩 相的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而且與兩相的體積有關(guān)。4、 當(dāng)下述參數(shù)改變時：（1）柱長增加；（2）固定相量增加；（3）流動相流 速減少；（4）相比增大，是否會引起分配比的變化？為什么？答：（1）柱長增加對分配比無影響；（2）固定相量增加分配比增加；（3）流 動相流速減小，分配比不變；（4）相比增大分配比減小因?yàn)椋悍峙浔仁墙M分在兩相中的分配總量之比， 它與組分及固定相、流動相 的熱力學(xué)

4、性質(zhì)有關(guān)，并隨柱溫，柱壓的變化而變化。分配比不僅取決于組分和兩 相的性質(zhì)，而且與相比B有關(guān)，亦即組分的分配比隨固定相的量而改變。k '=ms/mm = K/ 3而B= Vm/Vs,分配比與流動相流速、柱長無關(guān)。5、樣品中有a b、c、d、e和f 6個組分，它們在同一色譜柱上的分配系數(shù) 分別為370、516、386、475、356和490,請排出它們流出色譜柱的先后順序。答：ab、c、d、e和f流出色譜柱的先后順序依次為：e、a、c、d、f、b。因?yàn)椋喊凑丈V分離原理，分配系數(shù)越大的物質(zhì)在固定相中停留的時間越長， 越 靠后流出色譜柱，反之亦然。&能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分離的可能

5、性？為什么？答：不能。理論塔板數(shù)僅表示柱效能的高低，是柱分離能力發(fā)揮程度的標(biāo)志。 而分離的可能性取決于組分在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異，也就是看固定相與混合物各組分分子之間的相互作用大小是否有區(qū)別。7、塔板理論的成功和不足是什么？答：塔板理論的成功之處：（1）推導(dǎo)出了色譜流出曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并利 用表達(dá)式可表征色譜柱的分離能力，解釋了流出曲線的形狀和濃度極大點(diǎn)的位 置；（2）導(dǎo)出了評價色譜柱柱效能的指標(biāo) n和H,而且塔板數(shù)作為衡量色譜柱效 能的指標(biāo)是有效的；（3）能夠解釋一些色譜現(xiàn)象，如：色譜流出曲線符合正態(tài)分 布函數(shù)。塔板理論的不足之處：（1）塔板理論是在一些假設(shè)條件下提出的， 假設(shè)

6、與實(shí) 際情況有差距，因而所描述的色譜分配過程定量關(guān)系不太準(zhǔn)確；（2）不能解釋哪 些因素影響板高；（3）不能解釋載氣流速為什么會影響板高和柱效；（4）忽略了 縱向擴(kuò)散，說明不了色譜流出曲線峰展寬的本質(zhì)及曲線形狀變化的影響因素。塔板理論是一種半經(jīng)驗(yàn)性理論，它用熱力學(xué)的觀點(diǎn)定量說明了溶質(zhì)在色譜柱 中移動的速率，解釋了流出曲線的形狀，并提出了計算和評價柱效高低的參數(shù)。 但是，色譜過程不僅受熱力學(xué)因素的影響，而且還與分子的擴(kuò)散、傳質(zhì)等動力學(xué) 因素有關(guān)，因此，塔板理論只能定性地給出板高的概念， 卻不能解釋板高受哪些 因素影響，也不能說明為什么在不同的流速下， 可以測得不同的理論塔板數(shù)，因 而限制了它的應(yīng)用

7、。8、怎樣理解范弟姆特方程式中各項(xiàng)的基本物理意義？速率理論是由荷蘭學(xué)者范弟姆特等提出的。 他結(jié)合塔板理論的概念，把影響 塔板高度的動力學(xué)因素考慮進(jìn)去，導(dǎo)出了塔板高度H與載氣線速度u的關(guān)系：H=A+B/u+Cu其中：A為渦流擴(kuò)散項(xiàng)，B為分子擴(kuò)散項(xiàng)，C為傳質(zhì)阻力項(xiàng)。該 式從動力學(xué)角度很好地解釋了影響板高（柱效）的各種因素，任何減少方程右邊 三項(xiàng)數(shù)值的方法，都可降低 H，從而提高柱效。渦流擴(kuò)散項(xiàng)A:當(dāng)組分隨流動相向柱出口遷移時，流動相由于受到固定相顆 粒障礙，不斷改變流動方向，使組分分子在前進(jìn)中形成紊亂的類似“渦流”的流動，因而引起色譜的擴(kuò)張。由于 A=2入dp，表明A與填充物的平均顆粒直 徑dp的

8、大小和填充的不均勻性 入有關(guān)，而與載氣性質(zhì)、線速度和組分無關(guān)， 因此，使用適當(dāng)細(xì)粒度和顆粒均勻的擔(dān)體，并盡量填充均勻，是減少渦流擴(kuò)散， 提高柱效的有效途徑。分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u:由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以“塞子”的形式 存在于柱的很小一段空間中，在“塞子”的前后（縱向）存在著濃度差而形成濃度梯度，“塞子”必然自發(fā)地向前和向后擴(kuò)散，使運(yùn)動著的分子產(chǎn)生縱向擴(kuò)散。 而B=2rDg,分子擴(kuò)散項(xiàng)與D g的大小成正比，而 D g與組分及載氣的性質(zhì)有 關(guān)：相對分子質(zhì)量大的組分，其 D g小,反比于載氣密度的平方根或載氣相對 分子質(zhì)量的平方根，所以采用相對分子質(zhì)量較大的載氣 （如氮?dú)猓墒笲項(xiàng) 降低，

9、D g隨柱溫增高而增加，但反比于柱壓。彎曲因子r為與填充物有關(guān)的因 素。分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速有關(guān)，流速減小，滯留時間延長，分子擴(kuò)散增大。傳質(zhì)項(xiàng)系數(shù)Cu:C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù) Cg和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)C1兩項(xiàng)。 氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)與固定相的平均顆粒直徑平方成正比，與組分在其中的擴(kuò)散系數(shù)成反比。在實(shí)際色譜操作過程中，應(yīng)采用細(xì)顆粒固定相和相對分子質(zhì)量小的氣 體（如H2、He）作載氣，可降低氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效率。Cl與固定相的液膜厚度的平方成正比，與組分在液相中的擴(kuò)散系數(shù)成反比。在實(shí)際工作中減小 Cl的主要方法為：（i）降低液膜厚度，在能完全均勻覆蓋載體表面的前提下，適 當(dāng)減少固定液的用量，使液膜薄而均

10、勻；（ii）通過提高柱溫的方法，增大組分在 液相中的擴(kuò)散系數(shù)。這樣就可降低液相傳質(zhì)阻力，提高柱效。9、為什么可用分離度R作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)?答：分離度為相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩個組分色譜峰底寬度總和的 一半的比值。對于難分離的物質(zhì)對，其分離主要受色譜過程的兩種因素的綜合影 響：保留值之差受色譜過程的熱力學(xué)因素影響，區(qū)域?qū)挾仁苌V過程的動力學(xué)因素影響，而不由分配次數(shù)來確定。因而，柱效能不能說明難分離物質(zhì)對的實(shí)際分 離效果，而選擇性也不能說明柱效的高低。 因此，單獨(dú)用柱效或選擇性不能真實(shí) 反映組分在色譜柱中的分離情況，分離度是柱效能與選擇性影響因素的總和， 故 可用其作為色譜柱的總分

11、離效能指標(biāo)，用 R=1.5作為相鄰兩組分完全分離的標(biāo) 志。10、 指出下列哪些參數(shù)的改變會引起相對保留值的增加：（1）柱長增加；（2） 相比率增加；（3）降低柱溫；（4）加大色譜柱的內(nèi)徑；（5）改變流動相的流速。答：相對保留值是組分i與參比組分s的調(diào)整保留值之比。相對保留值只與 柱溫及固定相的性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關(guān)。（1）柱長增加不會引起相對保留值的增加，增加柱長意味著在同樣的流速 下，氣化后的樣品通過柱子的時間增大， 到達(dá)檢測器的時間增大，同時可使理論 塔板數(shù)增大，但也使峰寬加大，死時間也增大，保留時間和死時間同時延長，而 調(diào)整保留時間/體積不變；（2）相比率增加

12、，即流動相的體積增大，死體積、死 時間增大，而保留時間、保留體積不變，不會引起相對保留值的增加；（3）降低柱溫時，死時間不變，而樣品出峰的時間延長，兩相鄰峰的出峰時間的差距也同 時增大，故調(diào)整保留時間之比增大，即相對保留值升高；（4）加大色譜柱的內(nèi)徑 不會引起相對保留值的增加；（5）改變流動相的流速不會引起相對保留值的增加。 流速降低或增加，死體積不變，同樣各個組分的調(diào)整保留體積不變，故比值不變。11、 在5%DNP柱上分離苯系物，測得苯、甲苯的保留時間分別為 2.5min 和5.5min，死時間為1min，問：（1）甲苯停留在固定相中的時間是苯的幾倍？（2）甲苯的分配系數(shù)是苯的幾倍？解：（1

13、）停留在固定相中的時間即為調(diào)整保留時間，故：（5.5-1） /（2.5-1）=3倍。(2) K= k* B= (tR-tM)/tM* BK 甲苯=(5.5-1) / 1* B =4.5 BK 苯=(2.5-1) / 1*3= B所以：4.5 3 /1.5 3 =3 倍。12、 某色譜柱柱長50cm,測得某組分的保留時間為4.59min,峰底寬度為 53s,空氣峰保留時間為30s。假設(shè)色譜峰呈正態(tài)分布，試計算該組分對色譜柱的 有效塔板數(shù)和有效塔板高度。解：neff = I6*(t '/Y)2 = 16*(4.59-0.5)/(53/60) 2 = 343Heff = L/neff = 5

14、0/343 = 0.146 cm13、 組分A從色譜柱流出需15.0min，組分B需25.0min,而不被色譜柱保 留的組分P流出色譜柱需2.0min。問：(1) B組分相對于A組分的相對保留時間是多少？( 2)A組分相對于B 組分的相對保留時間是多少？( 3)組分A在柱中的容量因子是多少？ ( 4)組 分A通過流動相的時間占通過色譜柱的總時間的百分之幾？ ( 5)組分B在固 定相上平均停留的時間是多少？解: (1) tB/ tA= (25.0-2.0)/(15.0-2.0) = 1.77(2) tA/tB = (15.0-2.0)/(25.0-2.0) = 0.57(3) kA= (15.0

15、-2.0)/2.0 = 6.5(4) 2.0/15.0X 100%=13.3%(5) tB-t0 =25.0-2.0 =23.0 min14、 根據(jù)Van Deemter方程，推導(dǎo)出A、B、C常數(shù)表示的最佳線速uopt和最 小板高Hmin。解：Van Deemter最簡式為：H = A + B/u + Cu (1),將(1)式微分得： dH/du = -B/u2 + C = 0 (2),故：最佳線速：uopt=、BC (3),將(3)式代入(1) 式，得最小板高：Hmin = A + 2 . BC15、長度相等的兩根色譜柱，其 van Deemter方程的常數(shù)如下:A/cmB/cm2/sC/s

16、柱10.180.400.24柱20.050.500.10(1)如果載氣流速為0.50cm/s,那么，這兩根柱子給出的理論塔板數(shù)哪個大?(2) 柱子1的最佳流速是多少？解：(1) 柱 1: Hi = 0.18 + 0.40/0.50 + 0.24X 0.50 = 1.00cm柱 2: H2 = 0.05+0.50/0.50 + 0.10X 0.50 =1.10cmn = L/H，所以，柱子1的理論塔板數(shù)大。(2) 柱 1 的最佳流速：uopt= . Be = 1.29 (cm/s)16、在2m長的色譜柱上，以氦氣為載氣，測的不同載氣速度下組分的保留時間tR和峰底寬如下表:u/(cm/s)tR/S

17、w/s11202022325888994055868求：(1)范第姆特方程中A,B,C。(2)最佳線速uopt和最小板高Hmin。(3) 載氣流速u在什么范圍內(nèi)仍能保持柱效為原來的90%？解：(1) van deemter方程：H=A+B/u+C 11，首先求出不同線速度下的 H，根 據(jù)對應(yīng)的H解三元一次方程求出A,B,C的值。u1=11cm/sn 1=16(tR/W)2=16X2020 乞23)2=1313 塊H1=L/ n 1=2001313=0.1523 cmu2=25cm/sn2=16(tR/W)2=16X888 書9)2=1287 塊H2=L/n 2=200 1287=0.1554

18、cmu3=40cm/sn3=16(tR/W)2=16X558 £8)2=1077 塊H3=L/ n 3=200 T077=0.1857cm由以上結(jié)果列三元一次方程組，得：0.1523=A+B/11+11C0.1524=A+B/25+25C0.1857=A+B/40+40C解得：A=0.0605 (cm)、B=0.68(cm)、C=0.0027(s)(2) uopt = (B/C) =(0.68 &0027) =15.87 cm/sHmin = A+2(B?C)? =0.0605+2 (0.68 0.0027)? =0.1462cm(3) 90%以上的柱效為：Hmin十0.9=

19、0.1462 09=0.1623cm0.1623=0.0605+(0.68/u)+0.0027u得：u1=8.7cm/su2=29cm/s則當(dāng)線速度再8.729cm/s范圍時，可以保持柱效為原來的 90%17、在相同的氣相色譜操作條件下，分別測定氮?dú)夂蜌錃庾鳛榱鲃酉鄷r的Hu曲線I、U(如圖)，試說明：(1) 與B點(diǎn)對應(yīng)的H值為什么大于B點(diǎn)對應(yīng)的H值？(2) 與A'點(diǎn)對應(yīng)的H值為什么大于A點(diǎn)對應(yīng)的H值？(3) 1的最低點(diǎn)0為什么比U的最低點(diǎn)更靠近原點(diǎn)？(4) 與O點(diǎn)對應(yīng)的H值為什么小于與O點(diǎn)對應(yīng)的H值？答：(1)傳質(zhì)阻力項(xiàng)中流速對板高的貢獻(xiàn)，是正比關(guān)系。當(dāng)選用分析線速度 大于uopt值后

20、，B/u對H值的貢獻(xiàn)可以忽略不計，而 Cu對H的貢獻(xiàn)則為主要方 面，故可將范第姆特方程化簡為 H=A+C?j，作H-u圖可為一直線，為圖中直平 部分的漸進(jìn)線，其截距為 A (定值)，斜率為C (Cg+CI)。當(dāng)u>uopt，df大時， Cl起控制作用，求得斜率主要為 Cl值；當(dāng)u>>uopt，df較小時，則Cg起控制作 用，求得斜率主要為Cg值；由于Cg反比于Dg，增大氣相擴(kuò)散系數(shù)Dg有利于改善氣相傳質(zhì)阻力Cg， 小分子質(zhì)量的H2比大分子質(zhì)量的N2有利于增大Dg、減小Cg,因此，H2比N2 的H值低。(2)從B/u說明，H對u的關(guān)系成反比，當(dāng)u很小時，Cg*u和Cl*u兩項(xiàng)

21、對板高的貢獻(xiàn)可以忽略不計，則范第姆特方程可以寫作 H=A+B/u，得一雙曲線， 為最佳條件前的那一段對應(yīng)的 H變化曲線，此時B/u對H值的貢獻(xiàn)起主導(dǎo)作用。 B=2rDg，分子擴(kuò)散項(xiàng)B與Dg的大小成正比，而Dg組分和載氣的性質(zhì)以及柱溫、 柱壓有關(guān)，Dg反比于載氣相對分子質(zhì)量的平方根，所以采用相對分子質(zhì)量較大 的載氣-氮?dú)?，可使B項(xiàng)降低，因此，N2比H2的H值低。(3) uopt二、Be，由于Dg反比于載氣相對分子質(zhì)量的平方根， Cg反比于 Dg，使用N2做載氣減小了 B項(xiàng)，增大了 C項(xiàng)，從而使uopt較小，所以，曲線I 的最低點(diǎn)0比曲線U的最低點(diǎn)更靠近原點(diǎn)。(4) 當(dāng)u=uopt時，B/u和C

22、u對板高H的貢獻(xiàn)都最小，此時柱效最佳。Hmin =A + 2、, BC，由于Dg反比于載氣相對分子質(zhì)量的平方根，N2做載氣時B項(xiàng)降 低的幅度較大；Cg反比于Dg，N2做載氣時C項(xiàng)增大的幅度較?。籄項(xiàng)與載氣 線速無關(guān)，總體上，N2做載氣時 BC較H2做載氣時為小，所以，曲線I與 0 點(diǎn)對應(yīng)的H值小于曲線U與0點(diǎn)對應(yīng)的H值。18、某色譜柱固定相體積0.5ml，流動相體積2ml，流動相流速0.6ml/min， 組分A和B在該柱上的分配系數(shù)分別為12和18,求A和B的保留時間和保留 體積(提示：流動相的體積即為死體積)？解：K=Cs-Cm二kX(VM - VS)=k? BB =VM 寧 Vs=20.5

23、=4kA=KA 十B =12寧 4=3kB=KB *B =18寧 4=4.5tR=tM(1+k)Vm =tM?FtM =Vm 寧 F=20.6=3.33tR(A)=tM (1+kA)=3.33 (4+3)=13.32mintR(B)=tM (1+kB)=3.33 (1+4.5)=18.32minVr(A) =tR(A) ?F =13.32 0.6=8mlVR(B)=tR(B) ?F =18.32 0.6=11ml19、在2m長的色譜柱上，測得某組分保留時間為6.6min,峰底寬為0.5min， 死時間為1.2min，柱出口用皂膜流量計測得載氣體積流速為 40mL/min，固定相 體積為2.1m

24、L,求：（1）分配比；（2）死體積；（3）調(diào)整保留體積；（4）分配系數(shù)；（5）有效塔 板數(shù)；6）有效塔板高度。解：（1）分配比 k = tR-tM = （ 6.6-1.2） /1.2=4.5tM(2) 死體積 vM = tM Fc = 1.2 min 40mL/min = 48 mL(3) 調(diào)整保留體積 vJ=tR*F= 40 (6.6-1.2) =216mLRRC(4) 分配系數(shù) K 二 k.VM =4.5 >48/2.1=102.86Vs(5) 有效塔板數(shù)廣t '彳n eff =16 如 =16 (6.6-1.2) /0.52=16X116.64=1866.24<w丿(

25、6) 有效塔板高度H =2/1866.24=0.00107 m=1.07mmneff20、組分A和B在某毛細(xì)管柱上的保留時間分別為 14.6min和14.8min,理 論塔板數(shù)對A和B均為4200，問：（1）組分A和B能分離到什么程度？（2）假定A和B的保留時間不變，而分離度要求達(dá)到1.5,則需要多少塔板數(shù)?解：(1)由n =16 (如)2求得;wWA=0.901min, WB=0.913min又：tR(B) -tR(A)R 1-(Wa - Wb)得：R=2 (14.8-14.6) / (0.901+0.913) = 0.22(2)由公式= £1R2 77已知；n1 =4200、R1

26、= 0.22、R2=1.5則：n2 = 1951721、 從色譜圖上測得組分 A和B的保留時間分別為10.52min和11.36min, 兩峰寬度分別為0.38min和.048min,問該兩峰是否達(dá)到完全分離？解：由公式t R（B） -t R（A）R=2（ Wa Wb）得：R=2（ 11.36-10.52） /（ 0.38+0.48） =1.95當(dāng)R=1.5時，兩峰完全分離，在這里 R>1.5，顯然可完全分離。22、在一根3m長的色譜柱上分離兩個組分，得到色譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為：tM=1min，tR（ 1）=14min，tR（2）=17min，W2=1min，求：（1）兩組分的調(diào)整保留時間及組

27、分 2相對于組分1的相對保留值。（2）用組分2計算色譜柱的n和neff及分離度R（3）若需要達(dá)到分離度R=1.5，該柱長最短為幾米？解：（1）已知:tM=1min、tR（ 1）=14min、tR（2）=17min、W2=1min、L=3m，則：t '（ 1）= tR（ 1）-tM=14-1= 13min ； t R（2）= tR（2）-tM=17-1= 16min；a1= t R（2）/t' R）=16/13=1.23（2）n=16 （tR（2）/W2） 2=16X（ 17/1） 2 = 4624neff = 16 （t R（2）/W2）2=16X（ 16/1） 2 = 409

28、6Da-l V4O96 L23-1k =x=也.yy4 a 4 L 23（3）= L1/L2R1 n1R2L覽=（魚X 30. 755 （m）2 R/ 12.9923、 若在1m長的色譜柱上測的得的兩組分的分離度為0.68,要使二者完全 分離，則柱長至少應(yīng)為多少米？解：已知：L1=1m、R1= 0.68、R2=1.5，貝U:L2=（R2/R1）2*L 1= （1.5/0.68）2*1=4.87m）。24、已知某色譜柱的理論塔板數(shù)為 3600,組分A和組分B在該柱上的保留 時間分別為27min和30min，求兩峰的底寬及分離度。解：已知：n=3600、tR （1）=27min、tR（2）=30m

29、in，由：得：Wi=1.8cm、W2=2cmR=2(tR(2)- tR( 1)/ (W1+W2) =1.5825、有A、B兩組分，它們的調(diào)整保留時間分別為62s, 71.3s,要使A、B兩組分完全分離，所需的有效塔板數(shù)是多少？如果有效塔板高度為0.2cm，應(yīng)使由色譜分離基本方程式Itr2Itr1用多長的色譜柱?neff =16R2(七)2;：° 2.1 一 1得：a2.1=(tR2/tR1) = (71.3/62)=1.15neff=16X 1.52X 1.15/(1.15-1)2 = 2116L=H eff neff = 0.2 X 2116 = 423.2cm26、在相同的的色譜

30、操作條件下，某組分 A在5%、10%、20%的SE-30柱測得的死時間和保留時間分別為 1.0min和4.5min、1.0min和8min、1.0min和 15min,通過計算說明組分A在3根固定液含量不同的柱上n與neff比值與分配 比k的規(guī)律性。解：由 neff = (k ' /1+Wn 得：n/ neff = 1/(k ' /1+k ')故：5%的 SE-30 柱：k' (tR-tM)/tM = (4.5-1) /1=3.5n/ neff = 1/(k ' /1+k = )3.5/1+3.5)2 = 1.65同理，10% 時：k' = 7,

31、 n/ neff = 1.3120%時；k'二14， n/ neff=1.15，即k'逐漸上升而n/ neff逐漸下降。27、兩組分的混合物在1m長的柱子上初試分離，所得分離度為1，分析時間為6min，若通過增加柱長使分離度增加到1.5，問：(1) 柱長變?yōu)槎嗌伲?2) a有無變化？為什么？解：(1) n1/n2 = (R1/R2)2 = L1/L21/L = (1/1.5)2，L = 2.25m(2)a無變化；a為選擇性因子，是熱力學(xué)常數(shù)，只與柱溫及固定相和流動相性質(zhì)有關(guān)。補(bǔ)充題：28、 理論塔板數(shù)增加一倍，分離度增加幾倍？若分離度提高一倍，柱長要增 加幾倍？答：（1）n2

32、= （R2/R1）2 ni,當(dāng) n2 =2 ni 時，2 ni=（R2/Ri）2 ni,故：R2 = 1.4Ri, 所以，理論塔板數(shù)增加一倍，分離度增加 i.4倍。（2）L2= （R2/Ri）2 Li,當(dāng) R2=2Ri 時，L2= （2R2/Ri）2 Li，L2= 4Li，所以，分 離度增加一倍時，柱長增加4倍。29、簡述影響分配系數(shù)和分配比的因素。答：分配系數(shù)K值與溫度、壓力、組分的性質(zhì)、固定相和流動相的性質(zhì) 有關(guān)。分配比k'除了與溫度、壓力、組分的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)和流動相的性質(zhì)有 關(guān)外，還與兩相的體積比值有關(guān)。分配比與分配系數(shù)的關(guān)系為K = k B30、某一色譜柱從理論上計算得到

33、的理論塔板數(shù) n很大，塔板高度H很小,但實(shí)際上分離效果卻很差，試分析原因答:i l g ikRn（）（E理論塔板數(shù)n是通過保留值計算的,沒有考慮死時間的影響,而實(shí)際上，死時間tM對峰的影響很大，特別是當(dāng)k< 3時以導(dǎo)致扣除死時間后計算出的有效塔 板數(shù)nef很小，而有效塔板高度Heff很大，實(shí)際分離效果卻很差。分離度 R受柱效（n）、選擇因子（a）和容量因子（k ）三個參數(shù)的控制。如果分配系數(shù)很 接近，則選擇因子接近于i,即使理論塔板數(shù)n很大，實(shí)際分離效果仍很差。所 以，上述情況主要是組分之間的分配系數(shù)過于相近造成的。3i、色譜圖上的色譜峰流出曲線可以說明什么問題？答：可說明（i）根據(jù)色譜峰的數(shù)目，可判斷樣品中所含組分的最少個數(shù)。（2）根據(jù)峰的保留值進(jìn)行定性分析。（3）根據(jù)峰的面積或高度進(jìn)行定量分析。（4） 根據(jù)峰的保留值和區(qū)域?qū)挾?，判斷色譜柱的分離效能。（5）根據(jù)兩峰間的距離，可評價固定相及流動相選擇是否合適。32、試述塔板理論與速率理論的區(qū)別和聯(lián)系?答：塔板理論是把色譜柱比作一個精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分