現(xiàn)代儀器分析(老師有要求的書本上的習(xí)題答案)

PAGEPAGEPAGE8電位分析及離子選擇性電極分析法P2166．25℃時(shí)，用pH=5.21的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液測得電池：“玻璃電極｜H+（a=Xmol·L-1）║飽和甘汞電極”的電動(dòng)勢為0.209V，若用四種試液分別代替標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，測得電動(dòng)勢分別為①0.064V；②0.329V；③0.510V；④0.677V，試求各試液的pH和H+活度解：（1）ΔE1=0.064-0.209=0.0592(pH1-pHs)∵pHs=5.21∴pH1=2.76aH+=1.74×10-3mol·L-1（2）ΔE2=0.329-0.209=0.0592(pH2-pHs)∵pHs=5.21∴pH2=7.24aH+=5.75×10-8mol·L-1（3）ΔE3=0.510-0.209=0.0592(pH3-pHs)∵pHs=5.21∴pH3=10.29aH+=5.10×10-11mol·L-1（4）ΔE4=0.677-0.209=0.0592(pH4-pHs)∵pHs=5.21∴pH4=13.12aH+=7.60×10-14mol·L-1第9題不會(huì)做，找不到答案，會(huì)做的趕緊說一下。分離分析法導(dǎo)論P(yáng)2612．塔板理論的主要內(nèi)容是什么？它對(duì)色譜理論有什么貢獻(xiàn)？它的不足之處在哪里？答：塔板理論把整個(gè)色譜柱比擬為一座分餾塔，把色譜的分離過程比擬為分餾過程，直接引用分餾過程的概念、理論和方法來處理色譜分離過程。塔板理論形象地描述了某一物質(zhì)在柱內(nèi)進(jìn)行多次分配的運(yùn)動(dòng)過程，n越大，H越小，柱效能越高，分離得越好。定性地給出了塔板數(shù)及塔板高度的概念。塔板理論的不足之處：某些基本假設(shè)不嚴(yán)格，如組分在縱向上的擴(kuò)散被忽略了、分配系數(shù)與濃度的關(guān)系被忽略了、分配平穩(wěn)被假設(shè)為瞬時(shí)達(dá)到的等。因此，塔板理論不能解釋在不同的流速下塔板數(shù)不同這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也不能說明色譜峰為什么會(huì)展寬及不能解決如何提高柱效能的問題。3．速率理論的主要內(nèi)容是什么？它對(duì)色譜理論有什么貢獻(xiàn)？與塔板理論相比，有何進(jìn)展？答：速率理論的主要內(nèi)容是范第姆特方程式：H=A+B/+C對(duì)色譜理論的貢獻(xiàn)：綜合考慮了組分分子的縱向分子擴(kuò)散和組分分子在兩相間的傳質(zhì)過程等因素。與塔板理論相比，速率理論解釋了色譜操作條件如何影響分離效果及如何提高柱效能。4．何謂分離度，它的表達(dá)式是什么？應(yīng)從哪些方面著手提高分離度？ttR2-tR11/2(Y1+Y2)表達(dá)式：R=可以通過提高塔板數(shù)n，增加選擇性2，1，容量因子k來改善分離度。5．色譜定性的主要方法有哪些？多機(jī)連用有什么優(yōu)越性？答：色譜定性的主要方法有：eq\o\ac(○,1)與標(biāo)樣對(duì)照的方法；eq\o\ac(○,2)利用保留指數(shù)法定性；eq\o\ac(○,3)與其它方法結(jié)合定性。多機(jī)連用能充分發(fā)揮色譜分離的特長，也能充分發(fā)揮質(zhì)譜或光譜定結(jié)構(gòu)的特長。6．色譜定量常用哪幾種方法？它們的計(jì)算公式如何表達(dá)？簡述它們的主要優(yōu)缺點(diǎn)。答：色譜定量常用歸一法、內(nèi)標(biāo)法及外標(biāo)法。歸一法的計(jì)算公式：wi=mi/m=mi/(m1+m2+…+mn)=Aifi/(A1f1+A2f2+…+Anfn)內(nèi)標(biāo)法的計(jì)算公式：wi=mi/m=Aifims/（Asfsm）歸一法具有簡便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)操作條件如進(jìn)樣量、溫度、流速等的控制要求不苛刻。但是在試樣組分不能全部出峰時(shí)不能使用這種方法。內(nèi)標(biāo)法測定結(jié)果比較準(zhǔn)確，操作條件對(duì)測定的準(zhǔn)確度影響不大。外標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線操作簡便，不需用校正因子，但是對(duì)操作條件的穩(wěn)定性和進(jìn)樣量的重現(xiàn)性要求很高。(7.8.9題不是老師要求要做的，但是應(yīng)該看看）7．下列數(shù)據(jù)是由氣—液色譜在一根40cm長的填充柱上得到的：化合物tR/minY/min空氣2.5—甲基環(huán)己烷，A10.71.3甲基環(huán)己烯，B11.61.4甲苯，C14.01.8求：（1）平均的理論塔板數(shù)；（2）平均塔板高度；（3）甲基環(huán)己烯與甲基環(huán)己烷的分離度；（4）甲苯與甲基環(huán)己烯的分離度。解：(1)n=(n1+n2+n3)/3=16(10.7/1.3)2+16(11.6/1.4)2+16(14.0/1.8)2/3=1050(2)H=L/n=40/1050=0.038㎝RAB=(tR(B)tR(A))/[1/2(YA+YB)]=(11.6-10.7)/[1/2(1.3+1.4)]=0.67RCB=(tR(C)tR(B))/[1/2(YB+YC)]=(14.0-11.6)/[1/2(1.4+1.8)]=1.508．有甲、乙兩根長度相同的色譜柱，測得它們?cè)诜兜谀诽胤匠淌街械母黜?xiàng)常數(shù)如下：甲柱：A=0.07cm，B=0.12cm2·s-1，C=0.02s；乙柱：A=0.11cm，B=0.10cm2·s-1，C=0.05s。求：（1）甲柱和乙柱的最佳流速u和最小塔板高度；（2）哪一根柱子的柱效能高？解(1)對(duì)甲柱有：u最佳=(B/C)1/2=(0.12/0.02)1/2=2.45cm·s-1H最小=A+2(BC)1/2=0.07+2(0.12×0.02)1/2=0.168cm對(duì)乙柱有：u最佳=(B/C)1/2=(0.10/0.05)1/2=1.41cm·s-1H最小=A+2(BC)1/2=0.11+2(0.10×0.05)1/2=0.251cm(2)從(1)中可看出甲柱的柱效能高。9．有一A、B、C三組分的混合物，經(jīng)色譜分離后其保留時(shí)間分別為：tR（A）=4.5min，tR（B）=7.5min，tR（C）=10.4min，tM=1.4min，求：（1）B對(duì)A的相對(duì)保留值；（2）C對(duì)B的相對(duì)保留值；（3）B組分在此柱中的容量因子是多少？解：(1)B,A=tR(B)/tR(A)=(7.5-1.4)/(4.5-1.4)=1.97(2)C,B=tR(C)/tR(B)=(10.4-1.4)/(7.5-1.4)=1.48(3)kB=tR(B)/tM=(7.5-1.4)/1.4=4.36氣相色譜法P2842.氣相色譜儀一般由哪幾部分組成？各有什么作用？答：氣路系統(tǒng)——進(jìn)樣系統(tǒng)——分離系統(tǒng)——檢測系統(tǒng)——信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)（說明各部件的作用）氣路系統(tǒng)：提供連續(xù)運(yùn)行，并具有恒定流速的純凈載氣和輔助氣；進(jìn)樣系統(tǒng)：定量引入試樣瞬間汽化（包括汽化室和進(jìn)樣裝置）；分離系統(tǒng)：將混合組分分離成單一組分；監(jiān)測系統(tǒng)：將色譜柱后流出物的濃度或質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為易被監(jiān)測的電信號(hào)裝置；信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)：信號(hào)放大與數(shù)據(jù)處理，并顯示測定結(jié)果。溫控系統(tǒng)：汽化室、色譜柱和檢測器恒溫箱都需要加熱和溫控。4．對(duì)載體和固定液的要求分別是什么？如何選擇固定液？答：對(duì)載體的要求：eq\o\ac(○,1)表面應(yīng)是化學(xué)惰性的，即表面沒有吸附性或吸附性很弱，更不能與被測物質(zhì)起化學(xué)元反應(yīng)；eq\o\ac(○,2)多孔性，即表面積較大，使固定液與試樣的接觸面較大；eq\o\ac(○,3)熱穩(wěn)定性好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不容易破碎；eq\o\ac(○,4)對(duì)載體粒度一般選用40～60目，60～80目或80～100目。對(duì)固定液的要求：eq\o\ac(○,1)揮發(fā)性小，在操作溫度下有較低蒸氣壓，以免流失；eq\o\ac(○,2)熱穩(wěn)定性好，在操作溫度下不發(fā)生分解，呈液體狀態(tài)；eq\o\ac(○,3)對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰Γ籩q\o\ac(○,4)具有高的選擇性，即對(duì)沸點(diǎn)相同或相近的不同物質(zhì)有盡可能高的分離能力；eq\o\ac(○,5)化學(xué)穩(wěn)定性好，不與被測物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。固定液的選擇，一般根據(jù)“相似相溶原則”進(jìn)行。5．試比較紅色擔(dān)體和白色擔(dān)體的性能。答：紅色擔(dān)體孔穴多，孔徑小，比表面大，可負(fù)擔(dān)較多固定液。缺點(diǎn)是表面存在活性吸附中心，分析極性物質(zhì)時(shí)易產(chǎn)生拖尾峰。白色擔(dān)體表面孔徑大，比表面積小，pH大，表面較為惰性，表面吸附作用和催化作用小。第7題不會(huì)做，找不到答案，會(huì)做的趕緊說一下。高效液相色譜p301高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)5.什么叫化學(xué)鍵和固定相？它的突出優(yōu)點(diǎn)是什么？定義：利用化學(xué)反應(yīng)將固定液的官能團(tuán)鍵合在載體表面形成的固定相稱為化學(xué)鍵合固定相.

優(yōu)點(diǎn):①固定相表面沒有液坑,比一般液體固定相傳質(zhì)快的多.②無固定相流失,增加了色譜柱的穩(wěn)定性及壽命.③可以鍵合不同的官能團(tuán),能靈活地改變選擇性,可應(yīng)用與多種色譜類型及樣品的分析.④有利于梯度洗提,也有利于配用靈敏的檢測器和餾分的收集.

6.正相色譜法：極性弱的組分先出峰反相色譜法：極性強(qiáng)的組分先出峰容量因子的計(jì)算公式：k=tR/tM

k'=(29.1-1.05)/1.05=26.7第9題不會(huì)做，找不到答案，會(huì)做的趕緊說一下。質(zhì)譜分析法P183質(zhì)譜儀器的離子源有哪幾種？各有何特點(diǎn)？電子電離源：離子的產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好化學(xué)電離源：碎片離子較少，質(zhì)譜圖大為簡化，易于解析電噴霧電離源：適于精細(xì)研究，如藥物及蛋白質(zhì)分析基質(zhì)輔助激光解吸離子源：用于飛行時(shí)間質(zhì)譜，適合測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA片斷、多糖等的相對(duì)分子質(zhì)量質(zhì)譜儀器質(zhì)量分析器主要有哪幾種？扇形場質(zhì)量分析器（單聚焦、雙聚焦）飛行時(shí)間質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器四極桿質(zhì)量分析器紅外吸收光譜法P103產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么？是否所有分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收？為什么？條件：1）輻射光子具有的能量與發(fā)生振動(dòng)躍遷所需的躍遷能量相等2）輻射與物質(zhì)之間有耦合作用否，因?yàn)橹挥邪l(fā)生偶極矩變化的振動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生2.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么？是否所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收？為什么？答：產(chǎn)生紅外吸收的條件是：a.輻射應(yīng)具有剛好能滿足物質(zhì)振動(dòng)能級(jí)躍遷時(shí)所需的能量；b.輻射與物質(zhì)之間有偶合作用。并非所有的振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收，如對(duì)稱分子N2、O2、H2（對(duì)于非極性完全對(duì)稱的雙原子分子，其正負(fù)電荷中心的距離d=0，偶極矩μ=q*d=q*0=0，分子的振動(dòng)并不引起μ的改變，因此，它與紅外光不發(fā)生偶合，所以不產(chǎn)生紅外吸收）。即，除了對(duì)稱分子外，幾乎所有具有不同結(jié)構(gòu)的化合物都有不同的紅外光譜。4.影響紅外吸收基團(tuán)頻率（波數(shù)σ）的因素有哪些？內(nèi)部因素：a.誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）；b.共軛效應(yīng)（C效應(yīng)）；c.氫鍵效應(yīng)外部因素：a.物態(tài)的影響；b.溶劑的影響5.傅里葉變換紅外光譜儀的突出優(yōu)點(diǎn)是什么？（1）、測定速度快（2）、靈敏度和信噪比高（3）、分辨率高