发布时间 : 星期一 文章色谱试题及答案更新完毕开始阅读8609b9a3250c844769eae009581b6bd97f19bc8c
9. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?
答：气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统． 气相色谱仪具有一个让载气连续运行 管路密闭的气路系统．
进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化， 然后快速定量地转入到色谱柱中．
10. 当下列参数改变时:(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少,是否会引起分配系数的改变?为什么?
答：固定相改变会引起分配系数的改变,因为分配系数只于组分的性质及固定相与流动相的性质有关.
所以（1）柱长缩短不会引起分配系数改变 （2）固定相改变会引起分配系数改变
（3）流动相流速增加不会引起分配系数改变 （4）相比减少不会引起分配系数改变
11. 当下列参数改变时: (1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大,是否会引起分配比的变化?为什么? 答：k=K/b,而b=VM/VS ,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关.
故:(1)不变化,(2)增加,(3)不改变,(4)减小
12. 试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.
解:提示:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速.P13-24。
（1）选择流动相最佳流速。
（2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N2,Ar)，而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H2,He),同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。 （3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。
（4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。
（5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）
（6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1~5uL,气体试样0.1~10mL. (7)气化温度：气化温度要高于柱温30-70℃。
13. 当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽 (2)保留时间缩短,峰形变窄 (3)保留时间延长,峰形变宽 (4)保留时间缩短,峰形变窄
14. 为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标? 答：
R?tR(2)?tR(1)12(Y1?Y2)?1??1kn()()答： 4?1?k分离度同时体现了选择性与柱效能,即热力学因素和动力学因素,将实现分离的可能性与现实性结合了起来.
15.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?
答: 不能,有效塔板数仅表示柱效能的高低,柱分离能力发挥程度的标志,而分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异.
16. 试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。
解：样品混合物能否在色谱上实现分离，主要取决于组分与两相亲和力的差别，及固定液的性质。组分与固定液性质越相近，分子间相互作用力越强。根据此规律：
(1)分离非极性物质一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。
(2)分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。
(3)分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分(或易被极化的组分)后出峰。
(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型的固定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。
(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。
以上讨论的仅是对固定液的大致的选择原则，应用时有一定的局限性。事实上在色谱柱中的作用是较复杂的，因此固定液酌选择应主要靠实践。 17. 何谓保留指数?应用保留指数作定性指标有什么优点?
答：用两个紧靠近待测物质的标准物（一般选用两个相邻的正构烷烃）标定被测物质，并使用均一标度（即不用对数），用下式定义：
I = 100
lgXi – lgXZ lgXZ+1 – lg XZ
+ Z
X为保留值（tR’, VR ’,或相应的记录纸距离），下脚标i为被测物质，Z, Z+1为正构烷烃的碳原子数，XZ < Xi < XZ+1，IZ = Z × 100
优点:准确度高,可根据固定相和柱温直接与文献值对照而不必使用标准试样.
18. 从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液相色谱的异同点。 解：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。
从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。
二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于HPLC分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。
19. 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.
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。
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。
化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载体,所以同时遵循吸附和分配的机理,最适宜分离的物质为与液-液色谱相同。
离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲合力差别而实现分离的.各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白质等。
在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后,组分的离子与对离子相互作用生成中性化合物,从而被固定相分配或吸附进而实现分离的.各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离子对色谱的特点。
空间排阻色谱是利用凝胶固定相的孔径与被分离组分分子间的相对大小关系,而分离、分析的方法。最适宜分离的物质是：
另外尚有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理。 20. 何谓梯度洗提？它与气相色谱中的程序升温有何异同之处？
解：在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比，称为梯度洗提．是改进液相色谱分离的重要手段．
梯度洗提与气相色谱中的程序升温类似，但是前者连续改变的是流动相的极性、pH或离子强度，而后者改变的温度．
程序升温也是改进气相色谱分离的重要手段．
21. 在气相色谱分析中，测定下列组分宜选用哪种检测器？为什么？ 蔬菜中含氯农药残留量； （2）有机溶剂中微量水；（3）痕量苯和二甲苯的异构体；（4）啤酒中微量硫化物。 答：（1）电子捕获检测器，因为根据检测机理，电子捕获检测器对电负性化合物有高的灵敏度。残留含氯农药是电负性化合物，选用电子捕获检测器检测。（2）有机溶剂中的微量水选用热导检测器检测，因为热导检测器是通用型检测器，只要有导热能力的组分均可测定，故可测定微量水。（3）用氢火焰离子化检测器，因为氢火焰离子化检测器对含C、H元素的有机化合物有高的响应信号，特别适合。（4）用火焰光度检测器，因为火焰光度检测器只对硫、磷有响应信号，且灵敏度高。
22. 指出下述情况下色谱出峰的大致规律： 编号 试样性质 固定相极性 1 非极性 非极性 2 极性 极性 3 极性、非极性混合物 极性 4 氢键型 极性、氢键型 答：色谱峰出峰的大致规律为： (1) 当试样为非极性、固定相为非极性时，试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点
低的先出峰，沸点高的后出峰。
(2) 当试样为极性、固定相为极性时，试样中各组分主要按 顺序出峰，极性小的先流出色
谱柱，极性大的后流出色谱柱。
(3) 当试样为极性、非极性混合物，固定相为极性时，非极性组分先出峰，极性组分后出峰。 (4) 当试样为氢键型，固定相为极性、氢键型时，按与固定相形成氢键能力大小先后出峰，
不易形成氢键的最先出峰，形成氢键能力大的后出峰。
23. 什么叫程序升温气相色谱？哪些样品适宜用程序升温分析？
答：在色谱分离过程中，按一定的加热速度使柱温随时间呈线性或非线性增加，使混合物中各组分能在最佳温度下洗出色谱柱，这种方法称为程序升温气相色谱。对于宽沸程的混合物，由于低沸点组分因柱温太高使色谱峰窄，互相重叠，而高沸点组分又因柱温太低，洗出峰很慢，峰型宽且平，有些甚至不出峰，对于这类样品特别适宜用程序升温分析。
24. 什么叫反相色谱？从固定相、流动相、流出次序等几个方面比较正相和反相的区别。 答：流动相的极性比固定相的极性强的色谱体系叫反相色谱，例如，以十八烷基硅胶键合相为固定相，以甲醇/水为流动相，是典型的反相色谱。正相色谱和反相色谱的主要区别为：
比较项目 正相色谱 反相色谱 固定相 极性 非极性 流动相 非极性 极性 流出次序 极性组分后流出 极性组分先流出
四．计算题：
1假如两组分的相对保留值?=1.05,要在一根色谱柱上得到完全分离（即R=1.5）。（1）需多少块塔板数？（2）设柱的有效塔板高H=0.2mm，所需柱长为多少？ 答：n有效=16R2(?/?-1)2=16×1.52[1.05/(1.05-1)]=1.6×104 L=H有效×n 有效=0.2×1.6×104=3.2m
2假设两组分的调整保留时间分别为19min和20min，死时间1min，计算（1）较晚流出的第二组分分配容量K2（2）欲达分离度R=0.75及R=1.5时,所需理论塔板数。 答：k=tR,/tM=20/1=20 ?=ti/t1,=20/19=1.05 n有效=16R2[?/(?-1)]2 当 R=0.75时,n有效=16×0.752×[1.05/(1.05-1)]2=3969块 n=n有效[(1+k)/k]2=4376 当R=1.5时 , n=16×1.52×[1.05/(1.05-1)]2=1.75×104块
3在一个柱效相当于4200有效塔板数的色谱柱上，测得十八烷及2－甲基十七烷的校正保留时间分别为15.05及14.82min。计算(1)十八烷对2－甲基十七烷的相对保留值。(2)这两个化合物在此柱上的R是多少？(3)若R=1.0,需有多少块有效塔板。 答：?=tR , (i)/tR,(s)=15.05/14.82=1.015
R=?/4(?-1)n0.5有效=0.25 n有效=16R2[?/(?-1)]2=6.9×104
4 在一根2 m长的色谱柱上,分析一个混合物,得到以下数据:苯、甲苯、及乙苯的保留时间分别为1’20“, 2‘2”及3’1“；半峰宽为0.211cm, 0.291cm, 0.409cm，已知记录纸速为1200mm.h-1, 求色谱柱对每种组分的理论塔板数及塔板高度。 解：三种组分保留值用记录纸上的距离表示时为： 苯： （1+20/60）×[（1200/10）/60]=2.67cm 甲苯：(2+2/60) ×2=4.07cm 乙苯: (3+1/60) ×2=6.03cm
故理论塔板数及塔板高度分别为：
n苯?5.54(tR22.672)?5.54()?887.09Y1/20.211
H苯?L/n?2/887.09?0.00225(m)?0.23cm甲苯和乙苯分别为：1083.7,0.18cm; 1204.2,0.17cm
5. 在一根3m长得色谱柱上分离一样品，得到如下色谱图及数据：