儀器分析習(xí)題答案-色譜分析部分

1、 第18章色譜法導(dǎo)論部分習(xí)題解答18-1、答:利用待分離的各種組分在兩相間的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同而進(jìn)行分離的方法(也叫層析法或色層法速差遷移是因?yàn)椴煌M分在兩相間的分配系數(shù)不同而引起的。按照可見(jiàn),1(ms m R V V K t t +=速差遷移取決于色譜熱力學(xué)因素,包括固定相與流動(dòng)相的性質(zhì)與組成,組分性質(zhì)以及固定相與流動(dòng)相的體積比。分子離散是因?yàn)榉肿釉谏V分離過(guò)程中存在渦流擴(kuò)散、縱向擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力造成的,按照18-5.解:(1(20.2M B B t (3因?yàn)榻M分在流動(dòng)相中的停留時(shí)間等于流動(dòng)相在柱中的停留時(shí)間,分子在固定相的平均時(shí)間等于組分的調(diào)整保留時(shí)間,所以B 組分在流動(dòng)相和

2、固定相的停留時(shí)間分別為:min ;min 0.2,=M m B t t 0.23/,=Bs B t t B 組分在流動(dòng)相的停留時(shí)間占保留時(shí)間的分?jǐn)?shù)為:.250.2=B 組分在固定相的停留時(shí)間占保留時(shí)間的分?jǐn)?shù)為:%0.920.250.23= 18-9答:影響色譜峰區(qū)域擴(kuò)張的因素包括填料顆粒大小、填充均勻程度、流動(dòng)相流速、柱溫、分子擴(kuò)散系數(shù)、固定液膜厚度以及色譜柱長(zhǎng)度、形狀和色譜系統(tǒng)死體積等因素。18-12、答.(1因?yàn)樽罴蚜魉賣(mài) opt 為:,而當(dāng)流動(dòng)相的分子量增加時(shí),組分在流(s m opt C C B u +=動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)D m 下降,因此分子擴(kuò)散相B 下降,流動(dòng)相傳質(zhì)阻力項(xiàng)C s 增加

3、,所以最佳流速u(mài) opt 減小。因?yàn)镹 2比H 2分子量大,所以用N 2作載氣比用H 2作載氣更小的最佳流速u(mài) opt 。(2因?yàn)樽钚“甯逪 min 為: min H =可見(jiàn),用(3(4,(5作為載氣。18-14。.163.17(16(1622=W t N R B 因此,該色譜柱的平均理論塔板數(shù)為:31044.318×=×=N L H .111.140.1663.17(2(2=+×=+=B A RA RB W W t t R 色譜分離需要的時(shí)間取決于最后一個(gè)組分的出峰時(shí)間,因此本色譜體系分離需要的時(shí)間為組分B 的保留時(shí)間,即17.63min 。(4按照分辨率的理論

4、式,當(dāng)固定相和流動(dòng)相的性質(zhì)、相比和流22114k k N R +××=動(dòng)相流速等都保持不變時(shí),k 、和H 均保持不變,所以有,即:H L N R =L R %48.=ii i 對(duì)于對(duì)二甲苯有:%11.17%10098.011096.01700.19297.01800.192%100=××+×+×+××=×=ii i i i f A f A 對(duì)于間二甲苯有:%36.30%10098.011096.01700.19297.018096.0170%100=××+×+×+&

5、#215;×=×=ii i i i f A f A 對(duì)于鄰二甲苯有:%05.20%10098.011096.01700.19297.018098.0110%100=××+×+×+××=×=ii i i i f A f A 18-22、解:(1因?yàn)?,所以i i i A f m =s s s A f m =ss i i s i A m A m f f f =is (2對(duì)于%82.9=A 對(duì)于%48.16B 第19章氣相色譜法部分習(xí)題解答19-1、答:與填充柱氣相色譜相比,毛細(xì)管氣相色譜儀的柱前增加了一個(gè)分流

6、進(jìn)樣器,柱后增加了尾吹氣路。樣品經(jīng)過(guò)氣化后可以選擇全部或部分進(jìn)入色譜柱中,從柱后流出的樣品則在尾吹氣作用下得到富集并加速進(jìn)入檢測(cè)器,以減少峰展寬和提高檢測(cè)靈敏度。19-8、答在GC 中,色譜柱的上限溫度取決于固定液的沸點(diǎn)。 19-10、答:氣相色譜中的程序升溫則是指在氣相色譜分離過(guò)程中由低到高改變色譜柱爐溫的操作方法。使用程序生溫的目的是為了提高分離的分辨率和加快分析速度,實(shí)現(xiàn)沸點(diǎn)相差很大的組分的混合物的有效和快速分離。19-13(1乙醇中微量水:采用填充柱氣相色譜,用高分子多孔微球?yàn)楣潭ㄏ?H2或He為流動(dòng)相,采用熱導(dǎo)池檢測(cè)器檢測(cè)。(2超純N2中的O2:采用填充柱氣相色譜,用固體吸收劑為固定

7、相,Ar為流動(dòng)相,采用電子捕獲檢測(cè)器檢測(cè)。(3蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥:采用毛細(xì)管氣相色譜,用強(qiáng)極性固體液為固定相,H2為流動(dòng)相,采用氮磷檢測(cè)器檢測(cè)。(4微量苯、甲苯和二甲苯:采用毛細(xì)管氣相色譜,用非極性固定液為固定相,H2為流動(dòng)相,采用氫火焰離子檢測(cè)器檢測(cè)。第20章液相色譜法部分習(xí)題解答20-1、答:與經(jīng)典液相色譜相比,HPLC柱更短、更細(xì),填料粒徑更小,填充更均勻,分離在高壓下進(jìn)行,并且具有在線(xiàn)檢測(cè)的功能,因此具有高柱效、高靈敏度和快速分離的特點(diǎn),可用于準(zhǔn)確的定性和定量分析;經(jīng)典液相色譜一般用于制備分離。與氣相色譜相比,HPLC的流動(dòng)相種類(lèi)多,對(duì)分離的作用大;此外,HPLC一般在常溫、高壓和較低流

8、速下,其柱效、靈敏度和分離速度都不如開(kāi)管氣相色譜好,但HPLC種類(lèi)很多,可以用于熱不穩(wěn)定和沸點(diǎn)高的化合物的分離,適用面更廣;而GC只能用于熱穩(wěn)定和500o C可以氣化的化合物的分離。20-2、答:HPLC儀器的主要組成部件有:流動(dòng)相儲(chǔ)器和溶劑處理系統(tǒng)、高壓泵系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測(cè)器;它與GC儀器的相同點(diǎn)是:都有流動(dòng)相輸入系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測(cè)器;不同點(diǎn)是: (1流動(dòng)相輸入系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測(cè)器在HPLC和GC中各不相同;(2GC中的有一個(gè)溫控系統(tǒng),控制進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測(cè)器的溫度;而HPLC中只有一個(gè)柱溫箱,用于恒定色譜柱溫度。(3HPLC有一個(gè)高壓泵系統(tǒng),而GC中不需要

9、。20-4、答:采用極性固定相，非極性或弱極性流動(dòng)相的HPLC方法稱(chēng)為正相色譜；采用非極性固定相， 極性流動(dòng)相的HPLC方法稱(chēng)為反相色譜。在 正相色譜中， 色譜固定相極性增加， 流動(dòng)相極性減弱 ， 導(dǎo)致極性溶質(zhì)保留能力增強(qiáng)，出峰時(shí)間延長(zhǎng)；在反相色譜中，色譜固定相非極性增加，流動(dòng)相 極性增強(qiáng)，導(dǎo)致非極性溶質(zhì)保留能力增強(qiáng)，出峰時(shí)間延長(zhǎng)。 20-5、答： 在正相色譜中，組分的極性越大，保留時(shí)間越長(zhǎng)，即非極性組分先出峰；而在反相 色 譜 中 ， 組分的極性越大，保留時(shí)間越短，即極性組分先出峰。因此： （a）對(duì)于正己烷、正己醇、苯，極性從大到小依次為正己醇、苯和正己烷。所以，在正相 色譜中的出峰順序從先到后依次為：正己烷、苯和正己醇；在反相色譜中的出峰順序從先到后 依次為：正己醇、苯和正己烷； （b）對(duì)于乙酸乙酯、乙醚和硝基丁烷，極性從大到小依次為：硝基丁烷、乙酸乙酯和乙醚。 所以，在正相色譜中的出峰順序從先到后依次為：乙醚、乙酸乙酯和硝基丁烷；在反相色譜中 的出峰順序從先到后依次為：硝基丁烷、乙酸乙酯和乙醚。 20-12、答： 硅膠色譜屬于正相色譜，對(duì)于正相色譜，流動(dòng)相極性減弱會(huì)導(dǎo)致組分保留能力增強(qiáng)，出峰 時(shí)間延長(zhǎng)。因?yàn)榧妆?、四氯化碳及三氯甲烷的極性指數(shù)分別是2.4、1.6、4.1，即CCl4的極性小于 甲