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1、104第十五章气相色谱法和高效液相色谱法一、填空题1气相色谱是以气体为流动相，流动相又称载气，气相色谱的操作形式是柱色谱。分离机理是基于物质在流动相和固定相两相间的不同而达到分离。2气相色谱的优点是高选择性、高灵敏度和高分离效率。与其它各种分析方法相比，突出的优点在于既能对混合物进行分离又可以对分离后的组分进行定性和定量。3气相色谱对于分离挥发性物质效果较好，不适于某些离子化合物、大多数无机物和某些生物制品的分析。4气相色谱仪可分为气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温度控制系统和数据处理系统等六个系统。5气相色谱理论可分为色谱热力学理论和色谱动力学理论；热力学理论是由相平衡观点来研究分离
2、过程，以半经验理论塔板理论为代表动力学理论是以动力学观点速度来研究各种动力学因素对柱效的影响，以速率理论为代表。6VanDeemter速率方程可简写成H=A+B/u+Cu,其中三项分别为涡流扩散项、分子纵向扩散项和传质阻力项。指导我们对颗粒直径和填充均匀程度、载气种类和载气流速、固定液和固定液的量、压力、温度、柱直径等操作条件的选择，以使分离完善。7气固填充柱中，固定相可分为聚合物、吸附剂和化学键合相三类。8检测器是指示和测量载气中被分离组分的量变化的一种装置，将流出色谱柱载气中被分离组分量的变化转变成可检测的电信号，由记录器记录。二、判断题1根据色谱峰的面积可以进行定性和定量分析。（X）2.
3、塔板理论可以用来定量地评价柱效。（7）3.在气相色谱中，给定的色谱柱上,每个组分都有其各自的理论塔板数和塔板高度。（7）4在气相色谱中，组分流出色谱柱的顺序决定于分配系数，分配系数大的先流出柱外。（X）5峰宽越小，色谱柱的塔板数越多。（7）6使用小而均匀的填充颗粒能改善柱效。（7）7柱温选的择基本原则是在最难分离组分有较好的分离度前提下，尽可能采用105低柱温。（7）8被分离组分在固定液中的溶解度大，分配系数也大，因而在柱内保留时间长。（7）9选择固定液时，对非极性物质，一般用非极性固定液分离，极性物质一般选用极性固定液。（7）10外标法定量是配制已知浓度的标准液进行色谱测定，测得各组分的峰高
4、和峰面积，作出峰高或峰面积对浓度的标准曲线，然后在与标准液测试条件相同的情况下，进入同样量的被分析样品，根据标准曲线计算被分析样品的浓度。（7）11外标法分析结果的准确性取决于进样量的准确性和重复性，操作条件的稳定程度。（7）12理论塔板数既能反映分离效果又反映了柱效率。（X）13高效液相色谱中的流动相是分析成败的关键，它直接关系到柱效和分离度。（X）三、单选题1.下列说法中错误的是（C）A.气相色谱主要是用来分离沸点低、热稳定性好的物质B.气相色谱法的优点是高选择性、高灵敏度和高分离效率C.气相色谱适于分析有机物、大多数无机物及生物制品D.气相色谱的操作形式是柱色谱E.气相色谱既能对混合物进
5、行分离，又可对分离后的组分进行定性和定量2.气相色谱中，定量的参数是（C）A.保留值B.基线宽度C.峰面积D.半峰宽E.分配比3.气液色谱中，色谱柱使用的上限温度取决于（E）A.试样中沸点最高组分的沸点B.试样中沸点最低组分的沸点C.试样中各组分沸点的平均值D.固定液的沸点E.固定液的最高使用温度4.气液色谱中，色谱柱使用的下限温度（D）A.应该不低于试样中沸点最高组分的沸点B.应该不低于试样中沸点最低组分的沸点106C.应该不低于试样中各组分沸点的平均值D.应该不低于固定液的熔点E.应该不低于固定液的沸点5.柱温的选择原则是在最难分离组分有较好的分离度前提下尽可能采取（B）A.较高温度B.较
6、低温度C.程序升温D.试样中沸点最高组分的沸点E.试样中沸点最低组分的沸点6.衡量色谱柱柱效能的指标是（D）A.相对保留值B.分离度C.容量比D.塔板数E.分配系数7.现有五个组分a、b、c、d和e，在气液色谱柱上分配系数分别为480、360、490、496和473，最先流出色谱柱的是（B）A.aB.bC.cD.dE.e8.高效液相色谱与经典液相色谱的主要区别在于（B）A.高温B.高效C.柱短D.上样量E.流动相9.高效液相色谱与气相色谱仪比较，增加了（B）A.恒温器B.高压泵C.程序升温D.检测器E.自动进样器10.范氏方程式主要说明（D）A.理论塔板高度的概念B.组分与流动相的关系C.组分
7、与固定相的关系D.柱效率降低的影响因素E.组分与保留值的关系11.在高效液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计？（D）A.涡流扩散项B.流动相的传质阻力项C.固定相的传质阻力项D.分子纵向扩散项E.A+B12.下列哪个因素对理论塔板高度没有影响？（D）A.填料的粒度B.流速C.填料粒度的均匀程度D.色谱柱的柱长E.组分在流动相中的扩散情况13.在范氏方程中，载体的粒度主要影响（B）107A流速B涡流扩散C分子扩散D固定相的传质阻力E.纵向扩散14.下列固定相，能用于高效液相色谱的是（C）A.硅藻土B.氟担体C.薄壳型微珠D.玻璃微球E.硅石微球15.利用高效液相色谱法对试样进行
8、分离时，首先要选择的是（D）A.流速B.柱温C.柱压D.固定相E.检测器16.在正相分配色谱中，首先流出色谱柱的组分是（A）A.吸附能力小的B.溶解能力小的C.挥发性大的D.吸附能力大的E.分子量小的17.在高效液相色谱中，梯度洗脱适用于分离（D）A.几何异构体B.极性化合物C.分子量相差大的混合物D.分配比变化范围宽的复杂试样E.挥发性组分18.下列各种色谱定量分析中，哪个方法不必用标准品？（C）A.标准曲线法B.内标标准曲线法C.归一化法D.单点校正法E.回归方程法四、多选题1.在高效液相色谱中，二个溶质的分离度与下列哪些因素有关（ACDE）A.增加柱长B.改用更灵敏的检测器C.更换固定相
9、D.更换流动相E.改变流速2.要使二个组分通过色谱柱后能够得到分离的先决条件是（ACE）A.分配比不同B.峰高不同C.分配系数不同D.半峰宽不同E.保留特性不同3.利用标准曲线法进行定量分析有什么优点？（CDE）A.操作条件不要求稳定B.上样量不必准确C.计算方便D.可不用校正因子E.操作简单五、简答题1.VanDeemter速率方程对我们选择哪些实验条件有指导意义？答：VanDeemter速率方程可指导我们对担体粒度和填充均匀程度、载气种类、108载气流速、柱内径、柱压力、柱固定液的种类、用量等实验条件的选择。2.根据VanDeemter速率方程讨论影响色谱宽度的因素及提高柱效的措施。答:V
10、anDeemter速率方程H=A+B/u+Cu,将影响色谱宽度的因素归结为涡流扩散项A,分子的纵向扩散项B/u，气相传质项Cue以上各项与填充物的平均颗粒直径、填充柱填充均匀程度有关；与载气种类、载气流速、组分性质及在气相中的扩散系数、柱温、压力有关；与固定相的种类；固定液配比、固定液液层厚度等有关。提高柱效的措施可从以下几方面考虑：（1）颗粒直径：使用小而均匀的颗粒能改善柱效，100120目硅藻土型载体能给出较理想到效果。（2）流速：为了获得最高柱效，必须在最佳流速下操作。最佳流速可通过板高流速关系曲线中获得。在略高于最佳流速下操作可减少分析时间而对板高不产生实质性影响。（3）载气：为达到最
11、高效率应选用较大分子量的气体，若欲缩短分析时间则可选用氦或氢等低分子量载气。（4）液相的选择：应选用低粘度、低蒸气压的溶剂，并要求样品在其中有较高的溶解度，还必须对各组分有不同的溶解度。（5）液相的量：采用低涂布量液相（薄膜），110，具有分析速度快和操作温度低的优点。但是，由于液相使用量低而减少样品的容量，并需用更为惰性的载体。（6）压力：大多数气相色谱的出口压力为1atm，若要在最佳流速下操作，需固定进口压力，且在进出口压力比值较低的情况下能得到较高的效率。（7）温度：通常低柱温能改善分离，且能减少化合物的分解，但分析时间过长并有可能增加吸附。若同时降低柱温和减少液相用量则可改善分离。（8
12、）柱直径：通过毛细管柱和制备柱的实验对照，表明减小柱内径可改善分离。3.气相色谱中，对固定液的要求是什么？答：对固定液的要求是：（1）在操作温度下蒸气压低，热稳定性好，与被分析物质或载气不产生不可逆反应。（2）在操作温度下呈液态，粘度越低越好。（3）能牢固地附着在担体上，并形成均匀和结构稳定的薄层。（4）被分离的物质必须在其中有一定的溶解度。（5）对沸点相近而类型不同的物质有分离能力即对被分离的物质具有选择性。4固定液的选择原则是什么?109答：固定液选择的基本原则是：分离非极性组分，一般选用非极性固定液。分离极性组分，选用极性固定液。分离非极性和极性的或被极化的混合物，一般选用极性固定液。对
13、于能形成氢键的组分，如醇、胺和水等的分离，一般选用极性的或氢键型的固定液。对于复杂的难分离的组分，采用特殊的固定液或两种或两种以上的固定液，配成混合固定液。5氢火焰检测器的基本结构和基本原理是什么？答：氢火焰检测器是由收集极（阳极）和极化环（阴极）及点火线圈组成，它利用有机物在氢焰的作用下，化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。氢火焰检测器的原理是基于有机化合物进入氢火焰，在燃烧过程中直接或间接产生离子。检测器的收集极与极化环间加有电压，使离子在收集极与极化环间作定向流动而形成离子流。离子流强度与进入检测器中组分的量及分子中的含碳量有关，因此在组分一定时，测定电流（离子流）强度可以对
14、物质进行定量。再经放大器放大后由记录器记录电压随时间的变化，而得到色谱曲线。6高效液相色谱有哪些特点？答：高效液相色谱法的特点是适用范围广、分离效率高、速度快、流动相可选择范围宽，灵敏度高，色谱柱可反复使用，流出组分容易收集，安全等特点。7化学键合固定相有哪些优点?答：化学键合固定相克服了固定相易流失的缺点，并且遇强酸不分解，在各种溶剂中稳定性好，使用寿命长，可选用的流动相范围广，对热稳定，键合在担体表面上的有机基团可根据试样的类型而改变，从而提高分离选择性。8高效液相色谱对流动相的要求是什么？答：在HPLC中，对流动相的要求是：（1）与固定相不互溶。（2）不与固定相发生化学反应。（3）对样品
15、要有适当的溶解度。（4）必须与检测器相适应。（5）溶剂的粘度要小。9采用梯度洗脱的优点是什么？答：采用梯度洗脱的优点是：（1）缩短总的层析周期（2）提高分离效能（3）峰形得到改善，很少拖尾（4）灵敏度增加，但有时引起基线漂移。10要想获得高柱效，减小柱内的峰扩展，可以从哪些方面入手？答：可以从（1）细的颗粒填料（2）流速降低（3）流动相粘度减小（4）升高温度（5）减小溶质的扩散速度等方面入手。11高效液相色谱仪主要由哪几大系统组成？答：高效液相色谱仪主要由六大系统组成，即（1）高压输液系统（2）进样系110统（3）分离系统（4）检测系统（5）温控系统（6）记录或数据处理系统构成。五、计算题1根
16、据下表计算两柱之Rs值，并分析其原因。死体积调整保留体积理论板数n组分1组分2柱1（填充柱）151601706,400柱2（毛细管柱）31.11.225,600解：根据（1）柱1：（2）柱2：结论：虽然柱2的理论塔板数柱1,但因为容量因子K远远小于柱1,所以，分离度Rs小于柱1。2.冰醋酸的含水量测定。内标物为AR级甲醇，重0.4896g,冰醋酸重52.16g,水峰高为16.30cm,半峰宽为0.159cm,甲醇峰高为14.40cm，半峰宽为0.239cm,甲醇的1錦甲f，水的0.20錦水f，用内标法计算冰醋酸中的含水量（重量）解：已知fs=1.00fi=20.00s内标i样品As=14.40x0.239=3.44cm2Ai=16.30x0.159=2.59cm2跡錚塊彪况紈潼潼跡錚塊彪况紈有錦114+KKnRs兔兔06.11601701212=,RRVV潼潼娩3.11151702=MRVVK潼潼04.113.113.1106.1106.146400=+跡錚塊彪况紈跡錚塊彪
