《仪器分析》121314151619章习题集1Word文档下载推荐.docx
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名词解释：
保留时间（指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间）、保留体积（指从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积）、分配系数（在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比）、容量因子（在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组分在两相中的质量比）、板高/理论塔板（柱效）高度H、塔板数、分离度R（相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值）
1、基本术语：
基线、色谱峰、拖尾峰、前延峰、死时间、死体积、调整保留时间、调整保留体积、ri,s相对保留值/选择因子/分配系数比、有效塔板数、校正因子fi、相对响应值、
1、色谱法中的固定相只能是固体。
（错）
2、色谱法仅是分离有色物质的一种方法。
3、调整保留时间是保留时间扣除死时间以后的时间。
（对）
4、色谱分离过程是利用试样中各被分离组分在固定相和流动相之间具有不同的溶解和解析能力，或不同的吸附和脱附能力，或其他亲和性质的差异来实现的。
5、一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越快。
6、一般而言，色谱柱的理论塔板数（n）越大，理论塔板高（H）越小，则表示色谱柱的效能越高。
（对）
7、色谱法的速率理论认为，单个组分粒子在色谱柱内固定相和流动相间要发生千万次转移，加上分子扩散和运动途径等因素，它在柱内的运动是高度不规则的，是随机的，在柱中随流动相前进的速率是不均一的。
8、分离度R越大，两色谱峰距离就越远，分离效果就越好。
9、分配系数是在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：
g/mL）比，用K表示。
10、容量因子是指在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比。
11、两组分分配系数不等是色谱分离的前提。
12、某组分的分配系数K=0时，即不被固定相保留，最后流出。
（×
）
1、色谱法是以其高超的分离能力为特点，它的分离效率远远（高于）其它分离技术如蒸馏、萃取、离心等方法。
2、有效塔板数（neff）是评价（柱效率）的一项指标，相对保留值（ris）是衡量色谱柱（选择性）的另一项指标。
但这两项指标未能说明难分离组分的真实分离效果。
气相色谱的分离效果，可直观地表现在色谱的峰间距离和峰宽上，只有相邻两个色谱峰的距离较大、峰宽较窄时，两个组分才能得到良好的分离。
综合考虑保留值的差值与峰宽对柱效率的影响，常用（分离度）作为色谱柱的总分离效能指标，以判断难分离物质对在色谱柱中的分离情况。
3、分配系数是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的（浓度）比值，用K表示；
容量因子是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的（质量）比，用k表示。
4、在柱色谱法中，可以用分配系数为零的物质来测定色谱柱中（流动相的体积）和（填料孔隙的体积）。
1、植物学家茨维特（M.Tswert）在研究植物色素的成分时采用的色谱方法属于（C）。
A.气-固色谱B.液-液色谱C.液-固色谱D.气-液色谱
2、只要柱温、固定相及流动相性质不变，即将柱子内径、柱长、填空情况以及流动相流速有所变化，衡量色谱柱对被分离组分保留能力的参数可以保持不变的是（C）。
A.分配比B.保留时间C.分配系数
3、能够使分配系数发生变化的因素是（C）。
A.增加流动相流速B.增大相比C.必变固定相
4、能够增加相对保留值的因素是（A）。
A.降低柱温B.增加流动相流速C.增大相比
1、对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱中的（B）
A．保留值B．扩散速度C．分配比D．理论塔板数
2、根据速率理论，固定相的载体填充的均匀程度主要影响（A）
A．涡流扩散相B．分子扩散C．气相传质阻力D．液相传质阻力
3、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（D）的差别
A.沸点差，B.温度差，C.吸光度，D.分配系数
4、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（B）
A.没有变化，B.变宽，C.变窄，D.不成线性。
5、相对保留值是指某组分2与某组分1的（A）
A.调整保留值之比B.死时间之比C.保留时间之比D.保留体积之比。
6、塔板数n或理论塔板高度H是描述色谱柱效能的指标，一般而言，色谱柱的理论塔板数（n）越大，理论塔板高（H）越小，则表示色谱柱的效能（A）。
A.越高B.越低C.不影响D.视情况而定
7、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（D）的差别
8、如果样品的相对分子量在200到2000之间，一般可考虑使用（B）进行分离
A、气相色谱法B、空间排阻色谱法C、液相色谱法D、以上都不是
9、在GC和LC中,影响柱选择性的不同的因素是（C）。
A、固定相的种类B、柱温C、流动相的种类D、分配比
简答：
1、简要说明分配系数K、容量因子k与保留参数间的关系。
答：
在色谱条件一定时，若K或k越大，则组分的保留值也越大；
若两个组分的K或k差别越大，则相应的两色谱峰相距就越远；
若两组分的K或k相等，则两组分的色谱峰必将重合。
2、提高液相色谱法的柱效的方法。
（1）用小而均匀的固定相颗粒填充均匀，以减小涡流扩散和流动相传质阻力。
（2）改进固定相的结构，对于减小滞留流动相传质阻力以及固定相传质阻力。
（3）选用低粘度的流动相（如甲醇、乙腈等），并适当提高柱温，提高柱效。
3、某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上分离效果却很差，试分析原因。
理论塔板数n是通过保留值来计算的，没考虑到死时间的影响，而实际上死时间tM对峰的影响很大，特别是当k≤3时，以导致扣除死时间后计算出的有效塔板数neff很小，有效塔板高度Heff很大，因而实际分离能力很差。
4、色谱分析的定量法之一内标法：
将一定量的纯物质（试样中不含有的物质）作为内标物，加入到准确称量的试样中，根据被测组分和内标物的峰面积之比及内标物和试样的质量，来计算被测组分的含量。
简述选择内标物的4项要求。
1、内标物应是该试样中不存在的纯物质；
2、它必须完全溶于试样中，并与试样中各组分的色谱峰能完全分离；
3、加入内标物的量应接近被测组分的量；
4、其色谱峰的位置应与被测组分色谱峰的位置相近，或在几个被测组分色谱峰之间。
5、根据VanDeemter方程，推导出A、B、C常数表示的最佳线速uopt和最小板高Hmin。
VanDeemter最简式为：
H=A+B/u+Cu
（1）
将上式微分得：
dH/du=-B/u2+C=0
（2）
最佳线速：
uopt=（B/C）1/2（3）
将（3）式代入
（1）式得最小板高：
Hmin=A+2（BC）1/2
6、根据速率理论，简述怎样减小涡流扩散项以提高柱效能？
装柱时
（1）应尽量填充均匀；
（2）使用适当大小的粒度和颗粒均匀的载体。
1、在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（tR）6.6min，峰底宽（W）0.5min，死时间（tM）1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速（Fc）40ml/min，固定相（Vs）2.1ml，求：
（提示：
流动相体积，即为死体积）
（1）容量因子k;
（2）死体积VM;
（3）调整保留体积VR′;
（4）分配系数K.（5）有效塔板数neff（6）有效塔板高度Heff
（1）容量因子k=tR'
/tM=（6.6/1.2）/1.2=4.5
（2）死体积VM=tM×
Fc=1.2×
40=48mL
（3）调整保留体积VR'
=（tR-tM）×
Fc=（6.6-1.2）×
40=216mL
（4）分配系数K=k×
（Vm/Vs）=4.5×
（48/2.1）=103
（4）有效塔板数neff=16×
（tR'
/W）2=16×
[（6.6/1.2）]2=1866
（5）有效塔板高度Heff=L/neff=2×
1000/1866=1.07mm
2、在柱长2m、5%阿皮松柱、柱温100℃、记录纸速2.0cm/min的实验条件下，测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.20cm。
求理论塔板高度。
3、某色谱柱长2m，测得空气峰的保留时间为30s，某两组分的保留时间tR
（1）＝270s,tR
（2）＝320s，测得两组分的峰宽均为W＝8mm。
已知记录纸走纸速度为20mm/min。
求：
（1）用组分1来计算理论塔板高度（H）；
（2）用组分2来计算有效塔板数（neff）；
（3）求两组分的分离度。
已知tR
（1）＝270s,tR
（2）＝320s，tM=30s，W=8mm/（20mm/mim）=0.4min=24s，L＝2m＝2000mm
（1）组分1的理论塔板数
H＝L/n=2000/2025=0.99mm
（2）
（3）分离度
4、当色谱峰的半峰宽为2mm，保留时间为4.5min，死时间为1min，色谱柱长为2m，记录仪纸速为2cm/min，计算色谱柱的理论塔板数，塔板高度以及有效理论塔板数，有效塔板高度。
（11200，0.18mm；
6790，0.29mm）
5、假如一个溶质的分配比为0.2，则它在色谱柱的流动相中的百分率是多少？
∴nm=5ns
6、若在1m长的色谱柱上测得分离度为0.68，要使它完全分离，则柱长至少应为多少米？
又∵完全分离R2=1.5
∴
7、用一根2米长色谱柱将两种药物A和B分离，实验结果如下：
空气保留时间30秒，A与B的保留时间分别为230秒和250秒，B峰峰宽为25秒。
求该色谱柱的理论塔板数，两峰的分离度。
若将两峰完全分离，柱长至少为多少？
（1600，0.80，7m）
∴
8、用一色谱柱分离A、B两组分，此柱的理论塔板数为4200，测得A、B的保留时间分别为15.05min及14.82min。
（1）求分离度；
（2）若分离度为1.0时，理论塔板数为多少？
（0.25，67200）
∵
9、在2米长的某色谱柱上，分析苯与甲苯的混合物，测得死时间为0.20min，甲苯的保留时间为2.10min及半峰宽为0.285cm，记录纸速为2cm/min。
己知苯比甲苯先流出色谱柱，且苯与甲苯的分离度为1.0。
求
（1）甲苯与苯的分配系数比；
（2）苯的容量因子与保留时间；
（r2,1=1.15、k苯=8.3、tR苯=1.86min）
（1）甲苯与苯的分配系数比：
r2,1=1.146≈1.15
甲苯的调整保留时间tR=2.10-0.20=1.90（min）
甲苯的容量因子
（2）苯的容量因子与保留时间∵
10、气相色谱测定样品中乙酸乙酯、丙酸甲酯、正丁酸甲酯的色谱数据见下表。
组分
乙酸甲酯
丙酸甲酯
正丁酸甲酯
保留时间tR（min）
2.72
4.92
9.23
峰面积
18.1
43.6
29.9
相对校正因子f'
is
0.60
0.78
0.88
计算乙酸甲酯的含量。
第14章气相色谱法
气相色谱法、程序升温、检出限、最小检出量、分流进样、
2．说出下列缩写的中文名称：
TCD（热导检测器）FID（火焰离子化检测器）ECD（电子捕获检测器）FPD（火焰光度检测器）WCOT柱（涂壁毛细管柱）PLOT柱（多孔层毛细管柱）SCOT柱（涂栽体开管柱）
1、？
1、气相色谱法是（以气体为流动相的柱色谱法，适用于分析具有一定蒸气压且稳定性好的样品。
2、程序升温是指（在一个分析周期里色谱柱的温度随时间由低温到高温线性或非线性地变化，使沸点不同的组分，各在其最佳柱温下流出，从而改善分离效果，缩短分析时间。
3、气相色谱法中的检出限是指（检测器的响应信号恰等于噪声的3倍时单位时间所需引入检测器中某组分的质量，或单位体积载气中所含某组分的质量。
4、最小检出量是指（检测器恰能产生3倍噪声的信号时所需进入的色谱柱的最小量或最小浓度，以Q表示。
5、改变气相色谱操作条件之一：
柱长增加一倍，色谱峰形将会发生怎样的变化？
（保留时间增长，色谱峰形变宽。
6、改变气相色谱操作条件之一：
固定相颗粒变粗，色谱峰形将会发生怎样的变化？
（柱效下降，色谱峰形变宽。
7、改变气相色谱操作条件之一：
载气流速增加，色谱峰形将会发生怎样的变化？
（保留时间变短，色谱峰宽变窄。
8、改变气相色谱操作条件之一：
柱温降低，色谱峰形将会发生怎样的变化？
1、在气相色谱检测器中通用型检测器是（B）
A.氢火焰离子化检测器B.热导池检测器C.示差折光检测器D.火焰光度检测器
2、在气相色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（D）。
A、样品中沸点最高组分的沸点B、样品中各组分沸点的平均值
C、固定液的沸点D、固定液的最高使用温度
3、在气相色谱分析中，为了测定蔬菜中含氯农药残留量，宜选用哪种检测器？
（C）
A.氢火焰离子化检测器B.热导池检测器C.电子捕获检测器D.火焰光度检测器
4、在气相色谱分析中，为了测定测定有机溶剂中微量水，宜选用哪种检测器？
（B）
5、在气相色谱分析中，为了测定痕量苯和二甲苯的异构体，宜选用哪种检测器？
（A）
6、在气相色谱分析中，为了测定啤酒中微量硫化物，宜选用哪种检测器？
（D）
7、使用热导池检测器时,应选用下列哪种气体作载气,其效果最好？
（B）
A、H2B、HeC、ArD、N2
8、一般气相色谱法适用于（C）。
A、任何气体的测定；
B、任何有机和无机化合物的分离、测定；
C、无腐蚀性气体及在气化温度下可以气化的液体的分离与测定；
D、任何无腐蚀性气体与易挥发的液体、固体的分离与鉴定。
9、当载气流速远小于最佳流速时,为了提高柱效,合适的载气为（A）。
A、摩尔质量大的气体B、摩尔质量小的气体
C、中等摩尔质量的气体D、任何气体均可
1、气相色谱采用双柱双气路流程有什么用？
气相色谱采用双柱双气路流程主要用于程序升温分析，它可以补偿由于升温过程中载气流量不稳、固定液流失等使检测器产生的噪声及基线漂移，从而提高稳定性。
2、简述气相色谱法中热导池检测器的设计原理。
（1）每种物质都具有导热能力，欲测组分与载气有不同的导热系数；
（2）热敏元件（金属热丝）具有电阻温度系数；
（3）利用惠斯登电桥测量等设计原理。
3、气相色谱法中，用热导池检测器时，为什么常用H2和He作载气而不常用氮气作载气？
根据热导池检测器的检测原理，载气与待测组分的导热系数相差愈大，则灵敏度愈高，一般组分的导热系数都比较小，而氢气、氦气导热系数最大，0℃时，λH2=41.6，λHe=34.810-5（cal/cm℃s）,故选用热导系数大的H2和He作载气,灵敏度比较高。
另外载气热导系数大，在相同的桥电路电流下,热丝温度较低,桥电流可以升高。
如果用氮气作载气,除了由于氮和被测组分导热系数差别小（0℃时λN2=5.810-5（cal/cm℃s）使热导池检测灵敏度低以外，还常常由于二元体系导热系数呈非线性等原因，有时会出现不正常的色谱峰如倒峰、Ｗ峰等。
4、气相色谱法中，在使用火焰光度检测器时，为什么要保持富氢火焰？
所谓的富氢火焰指供给的氢气量远超过化学计量，即H2:
O2>
3：
1，根据火焰光度检测器检测硫、磷的机理，有相当浓度的氢存在才能使SO2还原成S，还原的S在390℃生成激发态的硫分子S*，返回基态时发射出350-430nm的特征光谱。
磷需要在富氢火焰还原成化学发光的HPO，因此在使用火焰光度检测器首先要保证火焰为富氢火焰，否则无激发光谱产生，灵敏度很低，无法检测。
5、气相色谱分析法中，什么原因使电子捕获检测器的基始电流下降，如何克服？
引起电子捕获检测器基始电流下降有三个主要原因：
（1）放射源流失。
（2）电极表面或放射源的污染、固定相的流失、高沸点组分的冷凝都会污染放射源。
（3）载气中的氧气及其电负性物质会捕获电子而使基流下降。
克服办法：
（1）采用纯度高于99.99%高纯氮气作载气。
（2）管路要严密防止泄露。
（3）检测器温度应高于柱温。
（4）新填装的柱子必须在最高允许温度下，以高的载气流速连续老化24h以上。
（5）使用电子捕获检测器时，柱温要远低于固定液的最高使用温度。
对已污染的检测器，采用增高检测器温度，通高纯氮烘或选择合适溶剂在超声波清洗器中清洗数小时，再用清水洗静、烘干。
6、在气相色谱分析中，为了测定蔬菜中含氯农药残留量，宜选用哪种检测器？
为什么？
蔬菜中含氯农药残留量选用电子捕获检测器，因为根据检测机理电子捕获检测器对含有电负性化合物有高的灵敏度。
残留含氯农药是含有电负性化合物，选用电子捕获检测器。
7、在气相色谱分析中，为了测定测定有机溶剂中微量水，宜选用哪种检测器？
溶剂中微量水选用热导池检测器检测，因为热导池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。
8、在气相色谱分析中，为了测定痕量苯和二甲苯的异构体，宜选用哪种检测器？
痕量苯和二甲苯的异构体可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。
9、在气相色谱分析中，为了测定啤酒中微量硫化物，宜选用哪种检测器？
啤酒中微量硫化物选用火焰光度检测器，因为火焰光度检测器是只对硫、磷有响应信号，而且灵敏度高。
第15章高效液相色谱法
液相色谱法、液固吸附色谱法、
1、LSC是依据吸附剂表面对试样中各组分分子吸附与解吸能力的差异而进行分离。
1.液相色谱分析时，增大流动相流速有利于提高柱效能。
2.高效液相色谱流动相过滤效果不好，可引起色谱柱堵塞。
3.高效液相色谱分析的应用范围比气相色谱分析的大。
4.反相键合相色谱柱长期不用时必须保证柱内充满甲醇流动相。
5.高效液相色谱分析中，使用示差折光检测器时，可以进行梯度洗脱。
6.在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是减小填料粒度。
7.在液相色谱中，范第姆特方程中的涡流扩散项对柱效的影响可以忽略。
7.在液相色谱中，范第姆特方程中的分子扩散项对柱效的影响可以忽略。
8.由于高效液相色谱流动相系统的压力非常高，因此只能采取阀进样。
8.由于高效液相色谱流动相系统的压力非常高，有两类进样装置，采取阀进样或隔膜注射进样器进样。
9.高效液相色谱仪的色谱柱可以不用恒温箱，一般可在室温下操作。
10.高效液相色谱中，色谱柱前面的预置柱会降低柱效。
11.液相色谱中，化学键合固定相的分离机理是典型的液－液分配过程。
12.高效液相色谱分析中，固定相极性大于流动相极性称为正相色谱法。
12.高效液相色谱分析中，固定相极性小于流动相极性称为反相色谱法。
13.高效液相色谱分析不能分析沸点高、热稳定性差，相对分子量大于400的有机物。
14.在液相色谱法中，约70－80％的分析任务是由反相键合相色谱法来完成的。
15.在高效液相色谱仪使用过程中，所有溶剂在使用前必须脱气。
16.填充好的色谱柱在安装到仪器上时是没有前后方向差异的。
17.保护柱是在安装在进样环与分析柱之间的，对分析柱起保护作用，内装有与分析柱不同固定相。
（错）18.检测器、泵和色谱柱是组成高效液相色谱仪的三大关键部件。
19.紫外吸收检测器是利用某些溶质在受紫外光激发后，能发射可见光的性质来进行检测的。
20.应用光电二极管阵列检测器可以获得具有三维空间的立体色谱光谱图。
21．高效液相色谱中引起色谱峰扩展的主要原因是分子扩散项。
22．在高效液相色谱中，流动相的传质阻力使峰形变宽是由于流路中心与边缘的溶质分子迁移速度不同而形成的。
（对）
25．梯度洗脱在液－固色谱法与离子交换色谱法中广泛应用，并且大量应用于分子排阻色谱法中。
（错）
26．正向键合色谱法的流动相常用非极性或弱极性溶剂加极性调节剂，如烷烃加醇类。
27.十八烷基硅烷（C18，ODS）、辛烷基（C8）键合硅胶属于非极性键合相。
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