色谱分析复习题及答案

色谱分析综合体一．选择题1．在色谱分析中，用于定量的参数是(B)A保留时间B调整保留值C峰面积D半峰宽2．塔板理论不能用于(D)A塔板数计算B塔板高度计算C解释色谱流出曲线的形状D解释色谱流出曲线的宽度与哪些因素有关3．在气-固色谱分析中,色谱柱内装入的固定相为(D)A一般固体物质B载体C载体+固定液D固体吸附剂4．当载气线速越小，范式方程中，分子扩散项B越大，所以应选下列气体中哪一种作载气最有利？(D)AH2BHeCArDN25．试指出下述说法中,哪一种是错误的?(C)A根据色谱峰的保留时间可以进行定性分析B根据色谱峰的面积可以进行定量分析C色谱图上峰的个数一定等于试样中的组分数D色谱峰的区域宽度体现了组分在柱中的运动情况6．为测定某组分的保留指数，气相色谱法一般采取的基准物是：(C)A苯B正庚烷C正构烷烃D正丁烷和丁二烯7．试指出下列说法中，哪一个不正确？气相色谱法常用的载气是（C）AN2BH2CO2DHe8．试指出下列说法中，哪一个是错误的？（A）A固定液是气相色谱法固定相BN2、H2等是气相色谱流动相C气相色谱法主要用来分离沸点低，热稳定性好的物质D气相色谱法是一个分离效能高，分析速度快的分析方法9．在气-液色谱法中,首先流出色谱柱的组分是(A)A溶解能力小B吸附能力小C溶解能力大D吸附能力大10．根据范第姆特议程式，指出下面哪种说法是正确的？（A）A最佳流速时，塔板高度最小B最佳流速时，塔板高度最大C最佳塔板高度时，流速最小D最佳塔板高度时，流速最大二．填空题1．按流动相的物态可将色谱法分为气相色谱法和液相色谱法。前者的流动相的气体，后者的流动相为液体。2．气相色谱法多用高沸点的有机化合物涂渍在惰性载体上作为固定相，一般只要在450℃以下，有1.5至10Kpa的蒸气压且稳定性好的有机和无机化合物都可用气相色谱法进行分离。3．气相色谱仪由如下五个系统构成：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测记录系统。4．气相色谱常用的检测器有热导检测器，氢火焰检测器，电子捕获检测器和火焰光度检测器。三、简答题1、组分A、B在某气液色谱柱上的分配系数分别为495和467。试问在分离时哪个组分先流出色谱柱。答：根据分配系数的定义：gsccK分配系数小的组分先流出色谱柱，因此B先流出色谱柱。2、为什么说分离度R可以作为色谱柱的总分离效能指标？答：由)2()1()1()2()2()1()1()2()(2)(21bbRRbbRRWWttWWttR及1,21,2)2(')1(')2(144rrntttnReffRRReff可知R值越大，相邻两组分分离越好。而R值的大小则与两组分保留值和峰的宽度有关。对于某一色谱柱来说，两组分保留值差别的大小主要取决于固定液的热力学性质，反映了柱选择性的好坏；而色谱峰的宽窄则主要由色谱过程的动力学因素决定，反映了柱效能的高低。因此R实际上综合考虑了色谱过程的热力学和动力学性质，故可将其作为色谱柱的总分离效能指标。3、气相色谱定性的依据是什么？主要有哪些定性方法？答：不同组分由于其结构不同，与固定相的作用同，因而流出柱的时间不相同。4、如何选择气液色谱固定液？答：依据相似相溶原则选择固定液。5、气相色谱定量的依据是什么？为么要引入定量校正因子？有哪些主要的定量方法？各适于什么情况？答：色谱定量的依据是：在一定的色谱条件下，进入检测器的被测组分的质量mi与检测器产生的响应信号（峰面积Ai或峰高hi）成正比，即：iiiAfm引入定量校正因子的原因：因为Ai的大小和组分的性质有关，因此，同一检测器对不同组分具有不同的响应值，故相同质量的不同物质通过检测器时，产生的峰面积不等，因而不能直接应用峰面积计算组分的含量。为此，引入“定量校正因子”以校正峰面积，使之能真实反映组分含量。归一化法：应用该方法的前提条件是试样中各组分必须全部流出色谱柱，并在色谱图上都出现色谱峰。外标法：即所谓校准曲线法（A－c曲线）。外标法简便，不需要校正因子，但进样量要求十分准确，操作条件也需严格控制。适用于日常控制分析和大量同类样品的分析。内标法将一定量的纯物质作为内标物，加入到准确称取的试样中，根据被测物和内标物的质量及其在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。内标法准确，操作条件要求不严。四、计算题1、在一根长3m的色谱柱上，分析某试样时，得两个组分的调整保留时间分别为13min及16min，后者的峰底宽度为1min，计算：1）该色谱柱的有效塔板数；2）两组分的相对保留值；3）如欲使两组分的分离度R＝1.5，需要有效塔板数为多少？此时应使用多长的色谱柱？解：4096)116(16)Wt(16)Wt(54.5HLn22b'R22/1'Reffeff23.11316ttr)1(R)2(R1,2若使R=1.5，柱效能为1029)123.123.1(5.116)1rr(R16n221,21,22eff此时对应的柱长为：)m(75.00.340961029L2、丙烯和丁烯的混合物进入气相色谱柱后测得：空气、丙烯、丁烯保留时间分别为0.5，3.5，4.8min，其相应的峰宽分别为0.2，0.8，1.0min。计算（1）丁烯在这个柱上的分配比是多少？（2）丙烯和丁烯的分离度是多少？解：6.85.05.08.4ttmmk0Rgs44.18.00.1)5.38.4(2WW)tt(2R)1(b)2(b)1(R)2(R3、化合物A与正二十四烷及正二十五烷相混合注入色谱柱试验，测得的调整保留时间为：A10.20min；n－C24H509.18min；n－C25H5211.56min。计算化合物A的保留指数（IA）。7.2445)18.9lg56.11lg18.9lg2.10lg24[100)tlgtlgtlgtlgn(100I')n(R')1n(R')n(R')i(Ri4、对只含有乙醇、正庚烷、苯和乙酸乙酯的某化合物进行色谱分析，其测定数据如下：化合物乙醇正庚烷苯乙酸乙酯Ai/cm25.09.04.07.0fi¹0.640.700.780.79计算各组分的质量分数。解：用归一化法%100%10021niiiimmmmmmmw%100%1001'''''22'11'niiiiinniiiifAfAfAfAfAfAfA15.1879.00.778.00.47.00.964.00.51'niifA%6.17%10015.1864.00.5%1001''＝乙醇niiiiifAfAw同理正庚烷、苯和乙酸乙酯的质量分数分别为34.7%、17.2%、30.5%。5、用甲醇作内标，称取0.0573g甲醇和5.8690g环氧丙烷试样，混合后进行色谱分析，测得甲醇和水的峰面积分别为164mm2和186mm2，校正因子分别为0.59和0.56。计算环氧丙烷中水的质量分数。解：甲甲甲水水水＝mAfAfm100mmAfAf100mmw试甲甲水水试水水甲＝（％）＝05.11008690.50573.016459.018656.0＝1、液相色谱有几种类型?它们的保留机理是什么?在这些类型的应用中,最适宜分离的物质是什么?解:液相色谱有以下几种类型:液-液分配色谱;液-固吸附色谱;化学键合色谱;离子交换色谱;离子对色谱;空间排阻色谱等.液-固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实现分离的.最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试样，凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。其中;液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物。2、在ODS固定相上，以甲醇为流动相，某组分的分配容量k1=1.2，如以乙腈为流动相，其k增加还是减少?为什么?解：据题意为反相色谱体系。k值增加，在反相色谱体系中，流动相由甲醇变为乙腈，溶剂极性参数由5.1变为5.8，增加了，但组分在流动相中的溶解度反而减小，所以k值增大。由1.2增大为2.24。3、在反相色谱中，流动相从40%（V/V）甲醇—水改变为60%（V/V）甲醇—水，问组分的调整保留值将改变多少?为什么?（P’甲醇=5.1，P’水=5.1）提示：对于由溶剂A和B组成的二元混合溶剂，其极性可表示为Pab‘=aPa’bPb’式中a和b分别为溶剂A和B在混合溶剂中的分数。解：在40%配比时，混合溶剂的极性为P1’=0.46×5.10.6×10.2=8.16在60%配比时，混合溶剂的极性为P2’=0.6×5.10.4×10.2=7.14P2’=P2’-P2’=7.14-8.16=-1.02根据反相色谱体系∴在反相色谱中，流动相的极性变弱（P’由8.16变为7.14），溶剂强度增加，洗脱能力增加，因而使组分的调整保留时间减少到原来的1/3.2。4、某色谱体系采用25%三氯甲烷/正己烷为流动相，发现组分分离不十分理想，想通过改变流动相的选择性来改善分离选择性，选用乙醚/正己烷为流动相，问乙醚/正己烷的比例为多少?（P’CHCl3=5.1，P’乙醚=5.1）提示：流动相选择性的改变是通过保持溶剂强度不变时改变流动相组成来实现的，改变前流动相A/B和改变后的流动相A/C的组成有下列关系：解：25%的CHCl3/正己烷与37%乙醚/正己烷的溶剂强度相等，但对样品的分离选锋性不同。填空：1.氢火焰离子化检测器和热导池检测器分别属于_质量型__和___浓度__型检测器。气相色谱仪的心脏是_色谱柱___。2.固定液一般是按照__相似相溶___原理选择；在用极性固定液分离极性组分时，分子间作用力主要是__诱导力____，极性愈大，保留时间就愈___长__。3.固定液通常是高沸点的有机化合物，这主要是为了保证固定液在使用温度下有____较好的热稳定性____，防止___发生不可逆的化学反应____。4.用于气液色谱的担体主要分为____白色担体___、___红色担体___两类。5.与填充柱相比，毛细管色谱柱的相比β较大，有利于实现快速分析。但其柱容量_较小_。6.在HPLC仪中，为了克服流动相流经色谱柱时受到的阻力，要安装_耐高压的六通阀___。7.气相色谱分析中，载气仅起输送作用；而液相色谱分析中，流动相还要直接参加__实际的分配过程__，要想提高高效液相色谱的柱效，最有效的途径是__使用小粒径填料_。8.欲分离位置异构体化合物，宜采用的高效液相色谱的分离模式是__梯度洗脱___。9、色谱法中，将填入玻璃管内静止不动的一相称为固定相，自上而下运动的一相称为流动相，装有固定相的柱子称为色谱柱。10、液相色谱检测器一般可用紫外可见分光光度检测器，荧光检测器；气相色谱检测器可用热导检测器，氢火焰离子检测器，电子俘获检测器等。色谱学分析基础：1、色谱定性的方法都有哪些？答、(1)用保留时间定性(2)用相对值保留定性(3)用保留指数定性(4)用化学反应配合色谱定性(5)用不同类型的检测器定性⑹色谱和各种光谱或波谱联用2、内标法定量分析时，内标物选择应满足那些条件？答：①试样中不含有该物质②与被测组分性质比较接近③不与试样发生化学反应④出峰位置应位于被测组分接近，且无组分峰影响气相色谱6.对载体和固定液的要求分别是什么?答：载体要求:①具有化学惰性②好的热稳定性③有一定的机械强度④有适当的比表面，表面无深沟，以便是固定液成为均匀的薄膜，要有较大的空隙率，以便减小柱压降。对固定液的要求：应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。固定液的选择原则：①“相似相容”原则，②固定液和被分离物分子之间的特殊作用力，③利用混合物固定液④利用协同效应选择固定液10．假设一个未知油剂样品，请设计一种气象色谱分析方法，并概述分析过程。液相色谱：11、正相HPLC与反相HPLC的主要不同之处什么？各适合分离什么物质