色谱分析习题及答案绝对精华.docx
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色谱分析习题及答案绝对精华
色谱分析综合体
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___温度__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____。
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、色谱塔板理论的假设？
答、
（1）在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到；
（2）将载气看作成脉动（间歇）过程；（3）试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；（4）每次分配的分配系数相同。
（5）所有的物质在开始时全部进入零号塔板
2、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
3、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
4、色谱分析中，固定相的选择原则是什么？
固定相的选择：
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则
5、色谱定量分析中为什么要用校正因子？
在什么情况下可以不用?
答：
各种化合物在不同的检测器上都有不同的应答值，所以尽管往色谱仪中注入相同质量的物质，但得到峰面积却不一样，因此峰面积定量时就必须把由色谱仪上得到的峰面积乘上一个系数，得到此成分的质量，在实际分析中，常用某物质做标准，得到一个相对的校正系数，就叫‘相对校正因子’
试样中不是所有组分
6、总结色谱法的优点。
答：
色谱法特点
（1）分离效率高
（2）灵敏度高（3）分析速度快（4）应用范围广⑸样品用量少⑹分离和测定一次完成⑺易于自动化，可在工业流程中使用
7、色谱流出曲线可解决的问题有哪些？
8、根据你所学知识，填写下表。
色谱分析法
基本原理
应用领域
分析对象
缺点
气相色谱法
液相色谱法
气相色谱
1.气相色谱的基本设备包括那几部分,各有什么作用?
载气系统去除载气中的水、有机物等杂质
进样装置：
色谱柱：
色谱仪的核心部件
检测系统
2．试以塔极高度H做指标讨论气相色谱操作条件的选择。
3.试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。
答：
A、涡流扩散项B、纵向扩散项C、传质阻力项
4.为什么可用分辨率R作为色谱柱的总分离效能指标。
5.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？
为什么？
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。
7.试比较红色担体和白色担体的性能,它们各使用在哪些方面?
答；红色担体适宜分析非极性化合物；白色单体适宜分析极性化合物；
8.固定液可分为哪几类？
为什么这样划分？
如何选择固定液。
答：
固定液按分子作用力分为①不易极化非极性固定液②易极化非极性固定液③难成氢键的极性固定液④受质子的极性固定液
按极性分类用典型化合物在固定液上的保留性能来表征
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
9.色谱定性的依据是什么，主要有哪些定性方法。
答;依据：
保留时间
定性方法：
①用保留时间定性②用相对保留值定性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⑥色谱和各种光谱或波谱联用
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？
答：
正相HPLC是指以亲水性的填料做固定相，以疏水性溶剂或混合物做流动相的液相色谱，主要用于分离醇类，类脂代化合物、磷脂类化合物，脂肪酸以及其他化合物。
反相HPLC是指以强疏水性的填料作固定相，以可以和水混合的有机溶剂做流动相的液相色谱，主要用于分离生物大分子、卤化物和肽及蛋白质，含卢芳烃，小分子的核酸、核苷酸、多环芳烃等；
12、何为梯度洗脱？
什么情况下采用梯度洗脱？
答：
梯度洗脱就是有两种（或两种以上）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定程度连续的改变，以改变流动相的配比和极性。
适合:
①具有较宽K范围的样品，及所有的组分的色谱峰的K值不能在0.5-20之间②大分子样品，相对分子质量大于1000的，尤其是生物样品③样品中含有高保留时间的干扰成分，在一次分析中如不把他洗脱出去，就会污染色谱柱，并影响下一次分析。
④即使在使用等度时也可以使用梯度洗脱选择流动相的比例。
3、液相色谱中最常用的检测器是什么检测器，它适合那些物质的检测？
答：
最常用的是紫外可见分光光度检测器，适合在可见或紫外光区有吸收物质的检测；
4、某组分在ODS柱上,以80％甲醇作流动相时的保留时间为10min,如果用60％甲醇作流动相，组分的保留时间是增加，还是减小？
如果将80％甲醇换成80％异丙醇后，又会怎样变化呢？
并请作出解释。
5、高效液相色谱法的特点答:
特点在于高分离性能、高灵敏度、高分析速度、可以自动化运行
6、在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和12.8s，计算分离度。
要达到完全分离，即R=1.5，所需要的柱长。
（已知n=3600）
解：
分离度：
7、在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R=1.5。
计算需要多少块有效塔板。
若填充柱的塔板高度为0.1cm，柱长是多少？
解：
r21=100/85=1.18
n有效=16R2[r21/（r21—1）]2=16×1.52×（1.18/0.18）2
=1547（块）
L有效=n有效·H有效=1547×0.1=155cm
即柱长为1.55米时，两组分可以得到完全分离。
色谱法是一种分离技术，试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。
其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。
色谱法：
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
2、色谱法分类色谱：
气相色谱GC、液相色谱LC、超临界流体色谱SFC
2.色谱法分类
（1）气相色谱：
流动相为气体（称为载气）。
按分离柱不同可分为：
填充柱色谱和毛细管柱色谱；
按固定相的不同又分为：
气固色谱和气液色谱
（2）液相色谱：
流动相为液体（也称为淋洗液）。
按固定相的不同分为：
液固色谱和液液色谱。
离子色谱：
液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
（3）其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱：
比较简单的色谱方法
凝胶色谱法：
测聚合物分子量分布。
超临界色谱:
CO2流动相。
3.色谱法的特点
（1）分离效率高复杂混合物，有机同系物、异构体。
手性异构体。
（2）灵敏度高可以检测出μg.g-1（10-6）级甚至ng.g-1（10-9）级的物质量。
（3）分析速度快一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4）应用范围广气相色谱：
沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
液相色谱：
高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。
填充柱色谱:
气固（液固）色谱和气液（液液）色谱，两者的分离机理不同。
气固（液固）色谱的固定相:
多孔性的固体吸附剂颗粒。
固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。
气液（液液）色谱的固定相:
由担体和固定液所组成。
固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。
气固色谱的分离机理:
吸附与脱附的不断重复过程；
气液色谱的分离机理：
气液（液液）两相间的反复多次分
气相色谱仪主要部件1.载气系统：
包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：
氢气、氮气、氦气；净化干燥管：
去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：
压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。
2.进样装置：
进样装置：
进样器+气化室；气体进样器（六通阀）：
推拉式和旋转式两种。
试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；气化室：
将液体试样瞬间气化的装置。
无催化作用。
3.色谱柱（分离柱）：
色谱柱：
色谱仪的核心部件。
柱材质：
不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。
长度可根据需要确定。
柱填料：
粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。
液-固色谱：
固体吸附剂液-液色谱：
担体+固定液。
柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。
4.检测系统：
色谱仪的眼睛，通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；检测器：
通用型——对所有物质均有响应；专属型——对特定物质有高灵敏响应；常用的检测器：
热导检测器、氢火焰离子化检测器；
5.温度控制系统：
温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；气化室：
保证液体试样瞬间气化；检测器：
保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离室：
准确控制分离需要的温度。
当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；
气固色谱固定相：
1.种类
（1）活性炭
（2）活性氧化铝（3）硅胶（4）分子筛（5）高分子多孔微球（GDX系列）
气固色谱固定相的特点
（1）性能与制备和活化条件有很大关系；
（2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果差异较大；（3）种类有限，能分离的对象不多；（4）使用方便。
气液色谱固定相[固定液 + 担体（支持体）]：
小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。
固定液特点：
固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。
1.作为担体使用的物质应满足的条件：
比表面积大，孔径分布均匀；化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应；具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；颗粒大小均匀、适度。
一般常用60~80目、80~100目。
1.检测器类型
浓度型检测器：
测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。
热导检测器；
质量型检测器：
测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。
FID；
通用型检测器：
对所有物质有响应，热导检测器；
专属型检测器：
对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；
氢火焰离子化检测器，特点简称氢焰检测器
（1）典型的质量型检测器;
（2）对有机化合物具有很高的灵敏度;（3）无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应;（4）氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点;（5）比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可达10-12g·g-1。
影响氢焰检测器灵敏度的因素
①各种气体流速和配比的选择N2流速的选择主要考虑分离效能，N2H2=11～11.5氢气空气=110。
②极化电压正常极化电压选择在100～300V范围内。
载气种类的选择载气种类的选择应考虑三个方面：
载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。
在职业病和法庭分析中，经常要测定体液等中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用顶空分析是一种有效、方便、快速的方法。
司法部司法鉴定科学技术学院制订了分析水、尿、血中苯类化合物的静态顶空分析方法。
5mL青霉素小瓶，取1mL试样（水、尿、血），加入0.4内标物和约1g硫酸铵至饱和，加盖密封，置于80C的恒温器中30min，取0.6mL顶空的气样色谱分析。
色谱柱：
2m×2mm；80-100目；固定液PEG20M
柱温：
110C，以10C/min程序升温到110C。
分析血样中的酒精是顶空气相色谱应用最广泛的方法，可检查汽车司机是否酒后驾车。
方法：
样品平衡温度50C；平衡时间30min；色谱柱：
30m×0.53mm；石英毛细管柱；
固定液：
聚二甲苯硅氧烷；
固体样品（塑料、食品等）的顶空分析。
塑料食品包装袋中的甲苯残留量的测定。
方法：
将塑料食品包装袋剪成30mm10mm装入100mL玻璃注射器，在80C预热20min，用空气稀释为100mL，恒温10min后进样分析。
色谱柱：
500mm×3mm，填充柱，80-100目；固定液：
20%的PEG20M；
柱温：
80C；最小检测浓度为0.031mg/m2.
高效液相色谱法的特点
特点：
高压、高效、高速、高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。
一、单项选择题
1.在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（）。
A、分配色谱法B、排阻色谱法C、离子交换色谱法D、吸附色谱法
2.在高效液相色谱流程中，试样混合物在（）中被分离。
A、检测器B、记录器C、色谱柱D、进样器
3.液相色谱流动相过滤必须使用何种粒径的过滤膜？
A、0.5μmB、0.45μmC、0.6μmD、0.55μm
4.在液相色谱中，为了改变色谱柱的选择性，可以进行如下哪些操作？
A、改变流动相的种类或柱子B、改变固定相的种类或柱长C、改变固定相的种类和流动相的种类D、改变填料的粒度和柱长
5.一般评价烷基键合相色谱柱时所用的流动相为（）
A、甲醇/水（83/17）B、甲醇/水（57/43）C、正庚烷/异丙醇（93/7）D、乙腈/水（1.5/98.5）
6.下列用于高效液相色谱的检测器，（）检测器不能使用梯度洗脱。
A、紫外检测器B、荧光检测器C、蒸发光散射检测器D、示差折光检测器
7.在高效液相色谱中，色谱柱的长度一般在（）范围内。
A、10～30cmB、20～50mC、1～2mD、2～5m
8.在液相色谱中,某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力（）
A、组分与流动相B、组分与固定相C、组分与流动相和固定相D、组分与组分
9.在液相色谱中，为了改变柱子的选择性，可以进行（）的操作
A、改变柱长B、改变填料粒度C、改变流动相或固定相种类D、改变流动相的流速
10.液相色谱中通用型检测器是（）
A、紫外吸收检测器B、示差折光检测器C、热导池检测器D、氢焰检测器
11.在环保分析中，常常要监测水中多环芳烃，如用高效液相色谱分析，应选用下述哪种检波器
A、荧光检测器B、示差折光检测器C、电导检测器D、吸收检测器
12.在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是（）
A、提高柱温B、降低板高C、降低流动相流速D、减小填料粒度
13.在液相色谱中，不会显著影响分离效果的是（）
A、改变固定相种类B、改变流动相流速C、改变流动相配比D、改变流动相种类
14.不是高液相色谱仪中的检测器是（）
A、紫外吸收检测器B、红外检测器C、差示折光检测D、电导检测器
15.高效液相色谱仪与气相色谱仪比较增加了（）
A、恒温箱B、进样装置C、程序升温D、梯度淋洗装置
16.在高效液相色谱仪中保证流动相以稳定的速度流过色谱柱的部件是（）
A、贮液器B、输液泵C、检测器D、温控装置
17.高效液相色谱、原子吸收分析用标准溶液的配制一般使用（）水
A．国标规定的一级、二级去离子水B．国标规定的三级水C．不含有机物的蒸馏水D．无铅（无重金属）水
18.高效液相色谱仪与普通紫外－可见分光光度计完全不同的部件是（）
A、流通池B、光源C、分光系统D、检测系统
19.下列哪种是高效液相色谱仪的通用检测器
A、紫外检测器B、荧光检测器C、安培检测器D、蒸发光散射检测器
20.高效液相色谱仪中高压输液系统不包括
A、贮液器B、高压输液泵C、过滤器D、梯度洗脱装置E、进样器
二、判断题：
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。
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。
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。
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。
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－可见光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。
三、简答题
1.为什么作为高效液相色谱仪的流动相在使用前必须过滤、脱气？
2.高效液相色谱有哪几种定量方法，其中哪种是比较精确的定量方法，并简述之。
参考答案
一、选择题1.D2.C3.B4.C5.A6.D7.A8.C9.C10.B11.A12.D13.B14.B15.D16.B17.A18.A19.D20.E
二、判断题1.×2.√3.√4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.√11.×12.√13.×14.√15.√16.×17.×18.√19.×20.√
三、简答题
1.高效液相色谱仪所用溶剂在放入贮液罐之前必须经过0.45μm滤膜过滤，除去溶剂中的机械杂质，以防输液管道或进样阀产生阻塞现象。
所有溶剂在上机使用前必须脱气；因为色谱住是带压力操作的，检测器是在常压下工作。
若流动相中所含有的空气不除去，则流动相通过柱子时其中的气泡受到压力而压缩，流出柱子进入检测器时因常压而将气泡释放出来，造成检测器噪声增大，使基线不稳，仪器不能正常工作，这在梯度洗脱时尤其突出。
2.高效液相色谱的定量方法与气相色谱定量方法类似，主要有归一化法、外标法和内标法。
其中内标法是比较精确的定量方法。
它是将已知量的内标物加到已知量的试样中，在进行色谱测定后，待测组分峰面积和内标物峰面积之比等于待测组分的质量与内标物质量之比，求出待测组分的质量，进而求出待测组分的含量
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）
AH2BHeCArDN2
5．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）
AN2BH2CO2DHe
8．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
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