柱色譜實驗報告思考題

柱色譜實驗報告思考題柱色譜分離實驗報告七、思考題FID檢測器與其他檢測器相比的優(yōu)缺點。氣相色譜常用檢測器有熱導檢測器(TCD)、氫火焰離子化檢測器(FID)、電子捕獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)。FID檢測器主要適用于含有碳氫鍵的有機物分析。對無機氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應。FID的優(yōu)點是靈敏度高、線性范圍寬，幾乎對所有化合物均有響應，由于它屬于質(zhì)量型檢測器，故對操作條件變化相對不敏感，穩(wěn)定性好，特別適合于做微量到常量的常規(guī)分析。又因它響應時間短，所以與毛細管分析技術配用能完成痕量與快速分析。TCD檢測器工作原理：當被測組分與載氣混合后，混合物的熱導系數(shù)與純載氣的熱導系數(shù)大不相同，當通過熱導池池體的氣體組成及濃度發(fā)生變化時，會引起池體上熱敏元件的溫度變化，用惠斯頓電橋測量，就可由所得信號的大小求出該組分的含量。TCD是通用型檢測器，但靈敏度相對較低。特別適合于檢測永久性氣體、C1~C3烴、氮、硫和各種形態(tài)碳氧化物及水等揮發(fā)性化合物的分析，特別是厭氧產(chǎn)氣中CO、CO2、CH4和H2S等的分析。ECD是一種高靈敏度、高選擇性檢測器，對電負性大的物質(zhì)特別敏感，主要分析測定鹵化物、含磷（硫）化合物以及過氧化物、硝基化合物、金屬有機物、金屬螯合物、甾族化合物、多環(huán)芳烴、共軛羰基化合物等電負性物質(zhì)。對大多數(shù)烴類沒有響應。NPD又稱熱離子化檢測器，是分析含氮、磷化合物的高靈敏度、高選擇性和寬線性范圍的檢測器。七、思考題有天然氣樣品，成分可能有CH4、CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8等，希望用氣相色譜檢測含量，請問選用什么檢測器，選用那些色譜柱？可以用多根色譜柱，分幾次進樣，完成測試任務。選用TCD、FID檢測器并聯(lián)的方式，對于永久無機氣體可選用TCD作為檢測器，對于C2及以上的烴類物質(zhì)選用FID作為檢測器。選用Propack-Q預處理柱，后用13X和Propack-R為分析柱，或者為預柱5A和GDX-104為分析柱，主閥三閥三柱系統(tǒng)。無機氣體組分較有機氣體組分先流出Propack-Q預柱，避免CO2進入分子篩，可以將CO2切入GDX-104或Propack-R柱中，并且同時使用TCD和FID，靈活選用柱長度以便于中心切割，進而使一次分析同時檢測出所有組分。當分子篩采用TDX-01柱時，經(jīng)過Propack-Q后可以將CO2切入TDX-01柱中。具體閥柱系統(tǒng)圖如下：七、思考題簡述離子交換色譜分析的特點及應用范圍。答：離子交換色譜的分離機制是離子交換，其特點是耐酸堿，可在任何pH值下使用，易再生處理，使用壽命長，缺點是機械強度差、易溶脹、易受有機物污染。離子交換色譜主要用于不同基質(zhì)中常見親水性陰離子（F-、Cl-、SO42-、NO3-、Br-等）和常見親水性陽離子（Li+、Na+、K+、Ca2+等）的分離測定。一些碳水化合物也可以用離子交換法進行分離分析。簡述離子色譜上樣前處理要求和方法。答：離子色譜樣品預處理的目的主要是將樣品中的目標離子從樣品介質(zhì)中最大濃度地轉(zhuǎn)移到水溶液或水與極性有機溶劑的混合溶液中，以達到減少或取出干擾物、大大降低基體濃度、調(diào)節(jié)pH、濃縮和富集待測離子成分的多重目的，使之符合進樣的要求，獲得準確的分析結果。液體樣品前處理固相萃取法：固相萃取(SPE)利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達到分離和富集目標化合物的目的。固相微萃取(SPME)是在固相萃取上發(fā)展起來的一種新型、高效的樣品預處理技術。膜處理法膜分離技術是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實現(xiàn)分離、提純和濃縮的新型分離技術。該方法只能去除顆粒態(tài)不溶性物質(zhì)，一般通過0.45mm或0.22mm微孔濾膜過濾后直接進樣。3）其他液體樣品的預處理技術由于液膜處理法具有局限性，超過濾、滲析、電滲析也在離子色譜中開始得到應用。超過濾實際上是減壓過濾，一般用于大分子和不溶物的分離；滲析是一個濃度平衡過程，離子通過離子交換膜從濃度高的一方向濃度低的一方擴散，這樣某些離子可通過膜選擇性地從樣品中除去或加入到該樣品中；電滲析是一個特殊的滲析過程，通過一個外部電場來提高滲析效率，與其他的膜處理相比，有一定的選擇性，因此不僅可以去除顆粒物、有機污染物，還可以去除重金屬離子的污染。固體樣品前處理1）分解處理法將固體樣品分解，將固體樣品的非金屬元素轉(zhuǎn)化為相應的酸，然后再用離子色譜方法進行測定。濕式消解法是最簡便的樣品處理方法，而紫外光具有強氧化性，可以用于消解去除復雜樣品中的有機物。2）浸提法對于固體樣品，有時不一定需要測定非金屬的總含量，二是需要測定特定陰陽離子的水溶性部分含量，或者在一定條件下的形態(tài)特征，這就需要選擇合適的進出方法，在不破壞樣品中的離子形態(tài)的前提下，將水溶解態(tài)離子盡可能高比例的浸提出來。特殊樣品的預處理對于組成復雜的樣品，若待測離子對樹脂親合力相差頗大，一般可采用幾次進樣，并用不同濃度或強度的淋洗液或梯度淋洗等方法來改善分離效果。對固定相親合力差異較大的離子，提高分離度的最簡單方法是稀釋樣品或進行樣品的預處理。對高濃度基體中痕量離子的測定，例如海水中陰離子的測定，最好的方法是做適當?shù)念A處理除去過量的Cl-。對于含有大分子有機物和重金屬的樣品，應該在進樣前將有機物和重金屬全部去除。思考題1、為什么溶劑和樣品要過濾？溶劑和樣品過濾非常重要，它會對色譜柱、儀器起到保護作用，消除由于污染對分析結果的影響。色譜柱：由于填料顆粒很細，色譜柱內(nèi)腔很小，溶劑和樣品中的細小顆粒會使色譜柱和毛細管容易堵塞。儀器：溶劑和樣品中的細小顆粒會增加進樣閥的堵塞和磨損，同時也會增加泵頭內(nèi)的藍寶石活塞桿和活塞的磨損。2、 流動相使用前為什么要脫氣？流動相使用前必須進行脫氣處理，以除去其中溶解的氣體（如O2），以防止在洗脫過程中當流動相由色譜柱流至檢測器時，因壓力降低而產(chǎn)生氣泡。氣泡會增加基線的噪音，造成靈敏度下降，甚至無法分析。溶解的氧氣還會導致樣品中某些組份被氧化，柱中固定相發(fā)生降解而改變柱的分離性能。若用FLD，可能會造成熒光猝滅。3、 如何防止溶劑瓶內(nèi)溶劑過濾器的堵塞，以及堵塞后的處理？溶劑的質(zhì)量或溶劑的質(zhì)量或污染以及藻類的生長會堵塞溶劑過濾器，從而影響泵的運行，尤其水溶液或磷酸鹽緩沖液（PH=4-7）。以下幾種方法可以有效防止溶劑瓶內(nèi)溶劑過濾器的堵塞。A：嚴格執(zhí)行溶劑過濾。B：勿使用多日存放的蒸餾水及磷酸鹽緩沖液。C：如果應用許可，可在溶劑中加入0.0001---0.001M的疊氮化鈉。D：在溶劑瓶內(nèi)溶劑的上方小流量連續(xù)吹氬氣,以隔絕空氣。E：避免使溶劑瓶暴露在直射陽光下，盡量使用琥珀色的溶劑瓶盛放水溶液或磷酸鹽緩沖液。溶劑瓶里的砂心濾頭清洗方法：用濃硝酸（分析純）泡1小時左右，再用液相用水泡1-2小時，沖洗干凈即可，不建議用超聲洗。4、系統(tǒng)壓力過高的原因有哪些？壓力過高，可能的原因有：A色譜柱進口過濾芯被污染B沖洗閥過濾芯被污染C色譜柱被污染。連接管路的毛細管堵塞E進樣器轉(zhuǎn)子上的凹槽被堵塞F進樣針或針座被堵塞實驗一乙酰苯胺的制備（苯胺5ml、冰醋酸7.5ml，生成苯-NHCOCH3+、水，韋氏分餾柱、溫度計蒸餾頭尾接管等、布氏漏斗抽濾）制備乙酰苯胺為什么選用乙酸做酰基化試劑？（乙酰氯、乙酸酐反應過于激烈。）答：冰醋酸與苯胺反應最慢，但反應平穩(wěn)、易于控制，且醋酸價格較便宜。為什么要控制分餾柱上端溫度在100到110之間，若溫度過高有什么不好?答：主要由原料CH3COOH和生成物水的沸點所決定?？刂圃?00到110度之間，這樣既可以保證原料CH3COOH充分反應而不被蒸出，又可以使生成的水立即移走，促使反應向生成物方向移動，有于提高產(chǎn)率。本實驗中采用了那些措施來提高乙酰苯胺的產(chǎn)率？答：加入過量冰醋酸，分餾時加入少量鋅粉，控制分餾時溫度，不斷除去生成的水。常用的乙?；噭┯心男磕囊环N較經(jīng)濟？哪一種反應最好？答：常用的乙?；噭┯幸宜帷⒁宜狒鸵阴Ｂ?。乙酸較經(jīng)濟。乙酰氯反應速度最快，但易吸潮水解。因此應在無水條件下進行反應。實驗二重結晶（乙酰苯胺，加熱溶解、稍冷卻、加活性炭、繼續(xù)加熱、熱過濾、冷卻結晶、抽濾）重結晶一般包括哪幾個操作步驟？各步操作的目的是什么？答：重結晶一般包括：溶解、脫色、熱過濾、冷卻結晶、抽濾、干燥等操作步驟。各步操作的目的如下：熔解：配制接近飽和的熱溶液；脫色：使樣品中的有色雜質(zhì)吸附于活炭上，便于在熱過濾時將其分離；熱過濾：除去樣品中的不溶性雜質(zhì)；冷卻結晶：使樣品結晶析出，而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液中；抽濾：使樣品可溶性雜質(zhì)與樣品分離。干燥：使樣品結晶表面的溶劑揮發(fā)。在什么情況下需要加活性炭？應當怎樣加活性炭？答：樣品顏色較深時，需要加入活性炭進行脫色。為了防止爆沸，加活性炭時應將熱溶液取下稍冷后再加。為什么熱過濾時要用折疊濾紙？答：增大過濾面積，加快過濾速度。為什么利用重結晶只能提純雜質(zhì)含量低于5%的固體有機物?答：如果樣品中雜質(zhì)含量大于5%，則可能在樣品結晶析出時，雜質(zhì)亦析出，經(jīng)抽濾后仍有少量雜質(zhì)混入樣品，使重結晶后的樣品純度仍達不到要求。5、 某一有機化合物進行重結晶，最適合的溶劑應該具有哪些性質(zhì)？答：（1）與被提純的有機化合物不起化學反應。（2）因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C物應具有熱溶，冷不溶性質(zhì)。（3）雜質(zhì)和被提純物質(zhì)，應是一個熱溶，一個熱不溶。（4）對要提純的有機物能在其中形成較整齊的晶體。（5）溶劑的沸點，不宜太低（易損），也不宜太高（難除）。（6）價廉易得無毒。6、 將溶液進行熱過濾時，為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)？如何減少其揮發(fā)？答：溶劑揮發(fā)多了，會有部分晶體熱過濾時析出留在濾紙上和漏斗頸中，造成損失，若用有機溶劑，揮發(fā)多了，造成浪費，還污染環(huán)境。為此，過濾時漏斗應蓋上表面皿（凹面向下），可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器，一般用錐形瓶（水溶液除外），也可減少溶劑的揮發(fā)。7、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入？為什么不能在溶液沸騰時加入？答：活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因為有色雜質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中，但當冷卻析出結晶體時，部分雜質(zhì)又會被結晶吸附，使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入，并煮沸5—10min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中，以一免溶液暴沸而從容器中沖出.實驗三蒸餾及分餾（沸程0.5-1.5，相差30攝氏度，140度以上空氣冷凝管）什么叫沸點？答：當液體的蒸氣壓增大到與外界施于液面的總壓力（通常是大氣壓力）相等時，就有大量氣泡從液體內(nèi)部逸出，即液體沸騰。這時的溫度稱為液體的沸點。冷凝管的進水口和出水口分別為哪個管口？答：冷凝管的兩端接水的管子下端進水，上端出水。溫度計的位置?答：溫度計水銀球要與蒸餾頭支管口的下沿相齊。安裝裝置有什么要求？答：整個裝置無論從側面或從正面觀察，都要在一個平面內(nèi)。安裝過程一定要先下后上，由左至右（由右至左）。加入沸石的目的是什么？答：防止被蒸餾的液體爆沸，引發(fā)危險。因為沸石表面均有微孔，內(nèi)有空氣，所以可起助沸作用。燒瓶中加入液體量有何要求？答：液體體積不能超過燒瓶容積的2/3。為什么要檢查氣密性？答：蒸餾過程中，被蒸餾物質(zhì)首先要吸熱變成氣體，然后再冷凝成液體，達到分離的目的。如果氣密性不好，會有部分氣體不經(jīng)冷凝管直接揮發(fā)掉，影響收率。為什么蒸餾時最好控制餾出液的速度為1—2滴/s為宜?答:在整個蒸餾過程中，應使溫度計水銀球上常有被冷凝的液滴，讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達到平衡。所以要控制加熱溫度，調(diào)節(jié)蒸餾速度，通常以1—2滴/s為宜，否則不成平衡。蒸餾時加熱的火焰不能太大，否則會在蒸餾瓶的頸部造成過熱現(xiàn)象，使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量，這樣由溫度計讀得的沸點會偏高；另一方面，蒸餾也不能進行的太慢，否則由于溫度計的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤而使溫度計上所讀得的沸點偏低或不規(guī)則。為什么要保證溫度計水銀球上有液滴存在？答：因為這時的溫度正是被蒸餾物質(zhì)的沸點。為什么要去掉餾頭？答：因為在沒有達到被蒸餾物質(zhì)沸點時蒸餾出來的餾分可能混有雜質(zhì)。為什么不能蒸干?答：防止將燒瓶燒裂或因為燒瓶中殘留物質(zhì)因為過熱發(fā)生危險。若溫度計所處位置偏高或偏低對所測沸點有何影響？答：偏高會使沸點溫度偏低；偏低會使沸點溫度偏高。若加熱太快，餾出液〉1—2滴/s（每秒種的滴數(shù)超過要求量），用分餾分離兩種液體的能力會顯著下降，為什么？答：因為加熱太快，餾出速度太快，熱量來不及交換（易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分），致使水銀球周圍液滴和蒸氣未達平衡，一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝，來不及分離就一道被蒸出，所以分離兩種液體的能力會顯著下降。用分餾柱提純液體時，為什么分餾柱必須保持回流液？答：保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體，充分進行熱交換，促使易揮發(fā)組分上升，難揮發(fā)組分下降，從而達到—分離它們的目的。如果蒸餾前忘記加沸石，能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中？答：不能將沸石加至將近沸騰的液體中，那樣溶液猛烈暴沸，液體易沖出瓶口，若是易燃液體，還會引起火災，要等沸騰的液體冷下來再加。17.當重新蒸餾時，用過的沸石能否繼續(xù)使用？答：用過的沸石一般不能再繼續(xù)使用，因為它的微孔中已充滿或留有雜質(zhì)，孔經(jīng)變小或堵塞，不能再起助沸作用。實驗四茶葉中提取咖啡因（索氏提取法、浸取法，冷凝回流裝置、漏斗、小孔濾紙，升華。乙醇（氯仿、苯））生石灰的作用是什么？答：放置生石灰可以中和茶葉中的丹寧酸，此外還可以吸收水分。為什么必須除凈水分？答：如留有少量水分，升華開始時，將產(chǎn)生一些煙霧，污染器皿和產(chǎn)品。升華裝置中，為什么要在蒸發(fā)皿上覆蓋刺有小孔的濾紙？漏斗頸為什么塞棉花？答：在蒸發(fā)皿上覆蓋刺有小孔的濾紙是為了避免已升華的咖啡因回落入蒸發(fā)皿中，紙上的小孔應保證蒸氣通過。漏斗頸塞棉花，為防止咖啡因蒸氣逸出。升華過程中，為什么必須嚴格控制溫度？答：溫度太高，將導致被烘物和濾紙?zhí)炕?，一些有色物質(zhì)也會被帶出來，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。進行再升華時，加熱亦應嚴格控制。除了升華還可以用何方法提取咖啡因？答：可以用氯仿萃取，加熱蒸發(fā)并抽濾。實驗五柱色譜和薄層色譜化合物吸附性及極性（醇和堿＞醇、胺、硫修酯、醛、酮〉芳香族化合物＞鹵代物＞醚＞烯＞飽和烴）流動相洗脫能力：石油醚〈環(huán)己烷〈二硫化碳〈三氯乙烷〈苯V甲苯〈二氯甲烷〈氯仿〈乙醚〈乙酸乙酯〈丙酮〈正丁醇〈乙醇V甲醇〈毗啶〈酸為什么在用有機溶劑做洗脫劑時，要求他們必須干燥？答：柱色譜上用的吸附劑顆粒一般比TLC上用的吸附劑顆粒大，柱色譜的洗脫劑也應比TLC的展開劑極性略小，才能得到較好的分離效果。為此，所用溶劑必須干燥，否則將嚴重影響分離效果（需要含水溶劑做洗脫劑時除外）。裝柱時如果柱中留有氣泡，暗溝，斷層或填裝不均勻，對分離效果有何影響？答：氣泡或者裂縫會造成譜帶之間的界限傾斜、模糊。尤其是裂縫引起的填料斷層會造成溝流，使得組分之間混合，嚴重影響分離效果。裝柱不均勻會降低柱子的分離效率：填料太松散，流動相速度太快，組分沒有在兩相之間充分達到吸附溶解平衡，降低會塔板數(shù)，分離不完全；太緊密不僅流動相過柱速度慢，也會造成組分在固定相中擴散，使得譜帶加寬，甚至重疊。吸附劑上部再填裝0.5cm厚的石英砂是什么目的?答：石英砂的作用就是為了吸附劑表面，使其成為平面，達到較好的洗脫效果。實驗六乙酸乙酯的制備（120-125度，140度時副反應產(chǎn)生C2H5OC2H5和水，乙醇過量，三口燒瓶，長頸漏斗）酯化反應有什么特點？實驗中如何創(chuàng)造條件使酯化反應盡量向生成物的方向進行？答：酯化反應為可逆反應，反應進行慢且需要酸催化。為提高產(chǎn)率，本實驗中采用增加醇的用量、不斷將產(chǎn)物酯和水蒸出、加大濃硫酸用量的措施，使平衡向右移動。本實驗若采用醋酸過量的做法是否合適？為什么？答：不合適，因為使平衡向生成物一方移動，使用過量的酸不好，因為酸不能與酯共沸。蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些雜質(zhì)？如何除去？答：主要雜質(zhì)有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸點低，在多次洗滌中，極易揮發(fā)掉；使用飽和的Na2CO3溶液洗滌除去乙酸;緊跟著用飽和NaCl溶液洗滌除去殘留的Na2CO3溶液，然后用飽和CaCl2溶液直接洗滌除去少量的乙醇。實驗中使用濃硫酸的作用？答：反應中，濃硫酸除了起催化劑作用外，還吸收反應生成的水，有利于酯的生成。能否用濃氫氧化鈉溶液代替飽和碳酸鈉溶液來洗滌蒸餾液？答：不可以，使用濃氫氧化鈉溶液可以使乙酸乙酯發(fā)生水解，降低產(chǎn)率。為什么用飽和碳酸鈉溶液洗滌時要小量分批加入，并不斷搖動接受器？答：因為乙酸乙酯粗產(chǎn)品中含有乙酸，乙酸與飽和碳酸鈉溶液反生成二氧化碳，如果一次加入，反應劇烈，所以必須要小量分批加入，并不斷搖動接受器，使乙酸與碳酸鈉溫和的反應。實驗中用飽和食鹽水洗滌，是否可用水代替？答：不可以，由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，為了盡可能減少由此而造成的損失，所以采用飽和食鹽水進行洗滌實驗七熔點的測定（裝樣2-3毫米，140度以下液體石蠟或甘油；140-220，硫酸；220以上，硅油）測定熔點時，遇到下列情況將產(chǎn)生什么結果？（1）熔點管壁太厚；（2）熔點管不潔凈；（3）試料研的不細或裝得不實；（4）加熱太快；（5）第一次熔點測定后，熱浴液不冷卻立即做第二次；（6）溫度計歪斜或熔點管與溫度計不附貼。答：（1）熔點管壁太厚，影響傳熱，其結果是測得的初熔溫度偏高。熔點管不潔凈，相當于在試料中摻入雜質(zhì)，其結果將導致測得的熔點偏低。試料研得不細或裝得不實，這樣試料顆粒之間空隙較大，其空隙之