现代色谱分析试题Word格式文档下载.docx
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（4）
画出四组分的K/值之间的关系曲线
表3-1在HPLC柱上测得的A、B、C、D的
组分
tR（min）
Wh/2（min）
非滞留组分
A
B
C
D
4.0
6.5
13.5
14.6
20.1
0.42
0.97
1.10
1.38
答：
（1）K/（A=0.60；
B=2.38；
C=2.65；
D=4.03）；
（2）（A=4021；
B=3099；
C=2818；
D=3394）
neff（A=595；
B=1535；
C=1486；
D=2178）;
（3）H（A=0.06；
B=0.08；
C=0.09；
D=0.07）
Heff（A=0.42；
B=0.16；
C=0.17；
D=0.11）;
（5）根据已有数据，绘出K/--n--neff曲线，自行判断正确与否，并分析原因。
3.
选用一根2米长的低效填充色谱柱，以He作载气，测得以下三种流动相速率的实验数据（表3-2），
试求出：
每次测量时的线速度值,即u
（1）,u
（2）,u（3）?
每次测量时的n值及H值？
求出VanDeemter方程试中的A，B，C常数。
改变流动相速度应在怎样的范围内，才能保证柱效（最佳柱效）下降不敌于90%的程度？
（5）
求出该柱最佳线速度值（uopt）?
（6）
若分离试样中某组分，n=300即可满足要求，求此时所采用的线速度值要比采用值时能节省
多少分析时间？
表3-2甲烷、正十八烷色谱数据表
化合物
甲烷
正十八烷
符号
tM（s）
tR（S）
Wh/2（s）
u1
u2
u3
18.20
8.0
5.0
2020
888
558
223
69
68
[答：
（1）u1=11cm/s,u2=25.0cm/s,u3=40.0cm/s;
（2）n1≈454.6,n2≈445.7,n3≈373,H1≈4.4mm,H2≈4.5mm,H3≈5.4mm
（3）A=0.162cm,B=2.2cm2/s,C=0.08s
（4）u=6.9
39.7cm/s;
（5）uopt=16.6cm/s;
（7）
节约时间3.8倍。
4.
柱入口表压为12.385kPa，柱温为165℃，室温22℃，此时皂沫流量计测得柱出口载气流量为2
5ml/min，大气压力为98kPa，忽略水蒸气的影响，求保留时间tR为19min的某组分净保留体积，设甲烷
的保留时间为1.58min。
[答：
VM=310.4]
5.
柱长为1.5mm，内径为2.5mm；
固定液量为1.60g，其密度为1.15g/ml；
入口表压为182.385kPa，
大气压为99.33kPa；
柱出口流量为26.8ml/min，柱温为102℃，室温为21.5℃，现测得空气]乙酸甲酯，
丙酸胝、正丁酸甲酯的保留时间分别为22s、2.10min、4.30min、8.61min，除空气峰外，其他三组分的
峰宽分别为0.20min，0.41min，及0.84min。
不考虑水蒸气的影响，试求：
三种酯的保留体积及分配系数；
正己酸甲酯的值（可用作图法求解）；
每相邻物质对的相对保留值；
每相邻物质对分离度。
（此题作综合练习，自作答案）
6.
在一色谱图上有六个色谱峰，从进样开始各组分出峰极高点所对应记录纸上的距离（cm）如下：
空气2.5；
正庚烷16.4；
正己烷9.0；
甲苯19.2；
环己烷15.1；
正辛烷31.5。
试计算甲苯和环己烷的保留指数。
I甲=757.6；
I环=687]
第三章色谱的定性和定量分析
例1某化合物只含有乙醇、正庚烷、苯和醋酸乙酯，用热导池检测器进行色谱分析数据如表-1。
计算个
组分的百分含量。
表-1计算各组分的百分含量
峰面积（cm2）
校正因子
衰减
乙醇
0.64
1
正庚烷
9.0
0.70
苯
4.0
0.78
2
醋酸乙酯
7.0
0.79
4
解样品中所有组分都出峰，可采用归一化法计算。
∑Aifi=5.0×
（0.64+9.0×
7.0+4.0×
0.78×
2+7.0×
0.79×
4）
=3.2+6.3+6.24+22.12
=37.68
乙醇百分含量=A1fi/∑Aifi×
100%=3.2/37.86×
100%
正庚烷百分含量=A2f2/∑Aifi×
100%=16.64%
苯百分含量=A3f3/∑Aifi×
100%=16.48%
醋酸乙酯百分含量=A4f4/∑Aifi×
100%=58.43%
例2气相色谱分析二甲苯氧化母液中间二甲苯含量，称取样品0.1250g,加入正壬烷内标0.0625g，间二甲苯的校正因子为0.96，正壬烷校正因子为1.02，间二甲苯的峰面积为3.5cm2
，正壬烷的峰面积为12cm2求样品中峰面积的含量。
解根据内标法计算公式，间二甲百分含量Xi为
Xi%=msAifi/Asfsm×
=（0.0625×
3.5×
0.96/0.1250×
12×
1.02）×
=13.73%
为什么在色谱定量分析中要引入校正因子？
什么情况下可不用校正因子？
分析乙二醇中丙二醇含量时，采用内标法定量，已知样品量为1.0250，内标的量为0.3500，测量数据见表-2，计算丙二醇含量。
表-2组分峰面积及校正因子
A（cm2）
fis
丙二醇
2.5
1.0
内标
20.0
0.83
5.1%]
用外标法分析某原料气中H2S与SO2的含量，用不同体积的纯气，以氮气配成不同浓度的标准气体，在选定的色谱条件下分析进样1ml，数据见表-3。
分析样品时，同样进1ml，这时SO2的峰高为13.5cm，
SO2的峰高为0.75cm，求其百分含量。
表-3不同浓度下组分的峰高
浓度
峰高
80%
60%
40%
20%
H2S
16.0
12.0
SO2
2.4
1.8
1.2
0.6
A2.1%]
第四章色谱仪及检测器
用皂膜流量计测得载气流速为30mk/min,柱前压202.650kPa，柱温为127℃,室温为27℃（在此温度下
水的饱和蒸气压为356.5Pa）,求压力校正系数和柱温下、载气在柱中的平均流速。
（压力校正系数；
0.6429；
平均流速；
25.7ml/min）
2.已知记录仪的灵敏度为0.658mV/cm，记录纸速为2cm/min，载气柱后流速为68ml/min（已校正），
12℃时,进样量0.5ul饱和苯蒸气质量为0.11mg，得到色谱峰高7.68cm,半峰宽为0.5cm，总机躁声为
0.01mV。
求热导检测器的灵敏度和最小检知量。
（答：
831.8mV.ml/mg,4.35
10-4mg）
第五章填充柱气相色谱法
1.比较毛细管气相色谱法与填充柱气相色谱法的异同？
2.为了分析苯中痕量水，应选用下列哪一种固定相？
为什么？
（1）硅胶；
（2）分子筛；
（3）高分子多孔小球；
（4）氧化铝。
高分子多孔小球有何特点？
适用于分析何种样品？
4.
煤气的分析应选用什么固定相？
5.
在一根25m长的空心柱上分离一物质对,组分A的保留距离为95mm,组分B120mm,半高峰
宽分别为1.1mm与1.2mm,非滞留组分的保留距离为40mm,计算n、neff、nreal、R、TZ。
[nA=49998.5;
nB=55400;
nAeff=16758.5,
nBeff=24622;
T=13.37;
TZ=10.36]
第六章毛细管柱气相色谱法
1.同普通填充柱相比０.５３mm大口径毛细管柱有什么特点？
与填充柱相比，0.53mm大口径柱有以下特点：
①.和填充柱一样，用普通微量注射针，在任何型号的色谱仪上，都可方便地改装成适合做大口径
柱上进样或直接进样的仪器。
②.具有优异的惰性，对于厚液膜（大于0.5?
）柱来说，既无担体的活性功能,也不存在管壁残留硅
醇基，很有利于微量极性化合物的分析。
③具有较高的总柱效。
当采用最佳流速时，一根10米长的非极性柱的总柱效可达2.2万理论板。
这个
数字一般可以满足数个至十多个组分的分析，况且在大多分析中，并非都是很复杂的样品。
这时
可加大载气流速适当牺牲一些柱效，也完全可达到填充柱的分离度，且分析时间比填充柱短得多。
④.具有近似填充柱的负荷量。
液膜厚度为1.0？
的大口径的样品负荷量，接近配比为5％内径为
2.16mm的填充柱。
只要解决好进样口和检测器的死体积。
0.53mm大口径柱完全可以不采用分流进样方
式。
可以通过调节液膜厚度，来适应于轻组分（厚液膜）的分析。
⑤大口径毛细管柱可以与高灵敏度微型热导池检测器实现最佳配合，使毛细柱的优点和热导检测器
的优点综合在一起，具有高效快速、定量方便又准确、样品不破坏、对任何组分均有响应、组份讯息全、
操作使用简单、安全并维修方便等特点。
、
用大口径毛细管柱来替代填充柱色谱柱这将是发展的必然趋势。
2.如何选定毛细管柱的四个参数？
一、
固定液
非极性：
SE30*，V101、SE54*
中极性：
OV17，XE60*，OV1701*
极性：
PEG20M*，FFAP*，DEGS*
二、
柱内径（mm）
0.2-0.25柱效高、负荷量低、流失小
0.3-0.35负荷量大于毛细口径60%，柱效低
0.53-0.6大口径毛细柱，负荷量近似填充柱，总柱效远远超过填充柱，分析速度快。
三、
柱长（m）
短柱10-15米，分离少于10个组分的样品
中长柱20-30米分离10-15个组分的样品
长柱50米以上分离50个组分以上的样品
四、
液膜厚度（um）
薄液膜01-02um低负荷量、高沸点化合物
标准液膜0.25-0.33um一般标准毛细柱分析
厚液膜 0.5-1um符合量较大，低沸点样品
特厚液膜 １－５微米 取代填充柱，分析沸点220℃复杂样品
第七章程序升温气相色谱
某分析工作者已知初始温度=30℃，升温速率为3℃/min，程序升温中某组分的保留时间（tM）
为3.4min,求该组分的tR和tR/？
tR=40.2，tR/=36.98]
在程序升温色谱分析中，对载气、固定液有什么特殊要求？
程序程序升温色谱法适用于哪些类型样品分析？
第八章液相色谱分离方法
例1柱长25cm,固定相为10um的全多孔型颗粒，流动相线速度为0.1cm/s,组分的扩散系数为10-5cm2/s.
求理论塔板数。
解v=udp/Dm=0.1⨯0.001/10-5=10
h=v0.33+2/v+0.1⨯v=100.33+2/10+0.1⨯10=3.34
H=hdp=3.34⨯0.001=0.00334cm
n=L/H=25/0.00334=7485
例2在反相色谱中，流动相从30%（V/V）甲醇-水改变为40%（V/V）甲醇-水。
问组分的调整保留
时间将改变多少？
解在30%的配比时，混合溶剂的极性为:
p/1=0.3⨯5.1+0.7⨯10.2=8.67
40%配比时，混合溶剂的极性为：
p/2=04⨯5.1+0.6⨯10.2=8.16
△p/=8.16-8.67=-0.51
K/2/K/1=t/R2/t/R1=1/1.8
即组分的调整保留时间减少到原来的1/1.8。
试比较HPLC与GC分离原理、仪器构造及应用方法的异同点。
在正确答案的字母上画圈。
要使峰宽减小，可以：
1）降低柱温；
2）采用高选择性固定相；
3）采用细颗粒载体；
4）采用最佳线速；
5）减小相比；
6）增加理论塔板数；
7）减小柱外效应。
要使相对保留值增加，可以：
1）采用最佳线速；
2）减小流动相对组分的亲和力；
3）增加柱长；
4）增加相比；
5）采用高选择性固定相；
7）采用细颗
粒载体；
8）减小柱外效应。
正反相离子对色谱的特点及影响组分分离的因素。
第九章高效液相色谱实验技术
1高效液相色谱是如何实现高效、快速、灵敏的?
解气相色谱理论和技术上的成就为液相色谱的发展创造条件，从它的高效、高速和高灵敏渡得到启发，采用5一10四微粒出定相以提高柱效，采用高压泵加快液体流动相的流速；
设计高灵敏度、死体积小的紫外、荧光等检测器，提高检测灵敏度，克服经典液
相色谱曲缺点，从而达到高效、快速、灵敏。
2与气相色谱法相比高效液相色谱有哪些优点和不足?
解气相色谱的分析对象是在校温下具有一定的挥发性、对热稳定购物质。
因此它只限于分析气体和沸点低的化合物或挥发性的衍生物。
而高效液相色谱由于以液体作为流动相，只要被分析的物质在选用的流动相中有一定的按解度，便可以分析，所以适用性广，不受样品挥发性和热稳定性的限制，特别适合于那些沸点高、极性强、热稳定性差的化合物，例如，生化物质和药物、离子型化合物、热稳定性差的天然产物等。
在目前已知的有机化台物中，
只有20％样品可不经化学处理而能满意地用气相色谱分离，80％的有机化合物要用高效液相色谱分析。
气相色谱中流动相是惰性的，它对组分没有作用力，仅起运载作用、而高效液相色谱的流动相不仅起运载作用，而且流动相对组分有一定亲合力，可以通过改变流动相种类和组成提高分离的选择性，另外可作流动相的化合物多，选择余地广。
与气相色谱相比，高效液相色谱的另一个优点是样品的回收比较容易，只要开口容器放在柱子末端，就可以很容易地将所分离的各组分收集。
回收是定量的，可以用来提纯和制备具有足够纯度的单一物质。
高效液相色谱不足的是，日前检测器的灵敏度不及气相色谱。
必须特别注意“柱外效应”对柱效率及色谱分离的影响。
3试比较气相色谱与液相色谱的H-u曲线，分析产生不同的原因。
解从图可看出，气相色谱和液相色谱得到的H-u曲线，形状迥然不同，流动相的流速对柱效的影响也不一样，在气相色谱的H-u曲线上，塔板高度H随u变化呈双曲线．曲线有一最低点，这时柱效最高，板高最小，流速最佳。
而液相色谱H-u曲线，未出现流速降低板高增加的现象，由于最佳流速趋近于零，一般观察不到最低板高相对应的最佳流速。
在正常的情况下，流速降低，板高H总是降低的，这与气相色谱明显不同。
在气相色谱中流动相流速增大，柱效呈直线降低，而在液相色谱中，流动相流速增大，柱效平缓降低。
其主要原因是液相色谱的流动相为液体，液相的扩散系数Dm很小，通常仅为气相扩散系数的104~105分之一，所以分子扩散项在低u时也不起多大作用、因此液相色谱H-u曲线未能出现流速降低，板高增加现象。
到高速时，虽然柱内线速提高，但固定相和流动相的传质都能很快进行，故H-u曲线上升缓慢。
4简述液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素，如何减少谙带扩张、提高柱效?
解液相色谱中引起色诺峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动相传质、停留流动相传质及柱外效应。
在液相色谱中要减小谱带扩张，提高柱效，要减少续料颗粒直径，减小境料孔穴深度，提高装填的均匀性，采用低粘度溶剂作流动相，流速尽可能低，同时要尽可能采用死体积较小的进样器、检测器、接头和传输管线等。
5为什么要提出折合参数?
有何特点？
解我们知道色谱操作条件对板高是有影响的．Giddings发现，固定相相同，填充良好，共是粒度dp不同，因而H-u曲线不同，在液相色谱中，培板高度是粒度的函数，为了比较不向色谱条件下的板高H．提出折合参数，包括折合板高、折合流速、折合柱长。
其特点是对于不同粒度的填料能得到相同的H—ur曲线，因此可以在相同的条件下比较不同填料的柱效。
6色谱柱A长度为15cm，载体粒度为5
m．另一B柱长为30cm，载体粒度为10
m，两柱的柱效相等吗?
解
∵
∴
A柱的折合柱长为30000，B柱的折合柱长也为30000，表明组分在两根柱内从柱人口到出口都经过30000个载体颗粒．两校的柱效相等。
7何谓梯度淋洗，适用于哪些样品的分析?
与程序升温有什么不同?
解梯度淋洗就是在分离过程中．让流动相的组成、极性、pH值等按‘定程序连续变化。
使样品中各组分能在最佳的k下出峰。
使保留时间短、拥挤不堪、甚至重叠的组分，保留时间过长而峰形扁平的组分获得很好的分离，特别适合样品中组分的k值范围很宽的复杂样品的分析。
梯度淋洗十分类似气相色谱的程序升温，两者的目的相同。
不同的是程序升温是通过程序改变柱温。
而液相色谱是通过改变流动相组成、极性、pH值来达到改变k的目
的。
8流动相为什么要预先脱气?
常用的脱气方法有哪几种?
解流动相中溶解气体存在以下几个方面的害处，气泡进入检测器，引起光吸收成电信号的变化，基线突然跳动，干扰检测；
溶解在溶剂中的气体进入色谱柱时，可能与流动相或固定相发生化学反应；
溶解气体还会引起某些样品的氧化降解．对分离和分析结果带来误差。
因此，使用前必须进行脱气处理。
常用的脱气法有以下几种：
（1）加热脱气法；
（2）抽吸脱气法；
（3）吹氦脱气法；
（4）超声波振荡脱气法。
9按固定相孔径大小分类，液相色谱固定相有哪几类?
各有什么特性及适用范围?
解从固定相的孔隙深度考虑，液相色谱固定相分为表面多孔型（薄壳型）和全多孔型（全孔型）两类。
表面多孔型固定相多孔层厚度小．孔浅，相对死体积小，出峰迅速，柱效高，颗粒较大，渗透性好，由于孔浅，梯度淋洗时，当流动相成分改变后．孔内外流动相成分能迅速达到平衡，机械强度高，装柱容易，其不足的是由于多孔层厚度小，因而柱容量小，最大允许样品量受到限制，适用于比较简单的样品分析及快速分析。
全多孔型固定相，由于颗粒很细，孔仍然很浅．传质速度较快，柱效高。
梯度淋洗时孔内外流动相成分的平衡速度仍然较快．其最大特点是柱容量大，最大允许样品量是表面多孔型的5倍，但装填的什于渗透性低，因而需要更高的操作压力．制柱比表面多孔型的难。
这种固定相特别有利于痕量组分及多组分复杂混合物的分离分析。
10什么叫化学键合色谱?
与液—液色谱相比有何优点?
解通过化学反应，将固定液键合到载体表面，此种固定相称为化学键合固定相；
采用化学键合固定相的色谱法，称为化学键合色谱。
与液—液分配色谱相比，键合色谱法的主要优点：
（1）化学键合固定相非常稳定，在使用过程中不流失。
（2）适宜用梯度淋洗。
（3）适合于k范围很宽的样品。
（4）由于键合到载体表面官能团，既可是非极性的，也可是极性的，因此应用面广。
11（选择题）在液相色谱中，常用作固定相合相基体的物质是
A．分子筛B．硅胶c氧化铝D．活性炭
解B．硅胶。
要形成化学键合固定相，所用的基质材料应有某种化学反应活性，在四种固体固定相中只有硅胶合有硅醇基，是能进行键合的活性官能团。
12高效液相色谱柱有哪几种类型?
细径柱有什么优点?
解高效液相色谱拄大致可分为三种类型：
内径小于2mm的称为细管径或微管径柱；
内径在2~5mm范围内的是常规高效液相色谱柱；
内径大于5mm的一般称为半制备柱或制备柱。
细管径柱的主要优点是：
（1）分离效能高。
（2）流动相最佳流速低，消耗量少。
（3）可采用多种检测器，便于联用（CLCMS，CLC-FTIR）。
（4）采用细而短的毛细管柱可以提高分析速度，实现快速分析。
13什么叫反相色谱?
试从固定相、流动相、流出次序、流动相极性的影响等几个方面比较正相和反相的区别。
解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（ODS）为固定相，以甲酵/水作流动相，是典型的反相色谱。
正相色谱和反相色谱这两种操作模式的主要区别见下表：
正相和反相色谱的区别
比较项目
正相色谱
反相色谱
固定相
流动相
流出次序
流动相极性的影响
极性
非（弱）极性
极性组分k大
极性增加，k减小
极性组分k小
极性增加，k增大
14对液相色谱流动相有何要求?
解用作液相色谱流动相的溶剂，其纯度和化学特性必须满足色谱过程中稳定性和重复性的要求。
对样品要有一定的溶解能力，粘度小，化学稳定性好，避免发生不可
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