《仪器分析第四版(第2章)(朱明华胡坪著)高等教育出版社课后》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析第四版(第2章)(朱明华胡坪著)高等教育出版社课后（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、仪器分析第四版(第2章)(朱明华胡坪著)高等教育出版社课后1. 简要说明气相色谱分析的基本原理 借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。 气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而 实现 分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥 发(气液色谱)， 或吸附、解吸过程而相互分离，然后进 入检测器进行检测。2. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分 ?各有什么作用 ? 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
2、柱中3. 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4. 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 p,而B二VM/VS ,分配比除了与组分，两相的性质，柱 温，
3、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5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
4、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0.15uL气体 试样0.110mL (7)气化温度：气化温度要高于柱温30-70C。6. 试述速率方程中 A, B, C 三项的物理意义. H-u 曲线有何用途? 曲线的形状主要受那些因素的影响?解:参见教材 P14-16A 称为涡流扩散项 , B 为分子
5、扩散项， C 为传质阻力项。 下面 分别讨论各项的意义：(1) 涡流扩散项 A 气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方 向，使试样 组分在气相中形成类似D涡流|的流动，因而引起色谱的 扩张。由于 A=2入dp，表明A与填充物的平均颗粒直径dp的大小和填充的不 均匀性入有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此使用适当 细粒度和颗粒 均匀的担体，并尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提 高柱效的有效途径。（2）分子扩散项 B/u 由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以 D 塞子|的形式存在 于柱的很小一段空间中，在D塞子|的前后（纵 向 ） 存在着浓差而形成浓度梯度， 因此使运动着的分子产生纵向扩 散。
6、而 B=2rDgr 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数 （ 弯曲 因子 ） ， D g 为组 分在气相中的扩散系数。分子扩散项与 D g 的 大小成正比，而 D g 与组分及载气 的性质有关：相对分子质量大的 组分，其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载 气相对分子质量 的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气 （ 如氮气 ） ，可使 B 项降低， D g 随柱温增高而增加，但反比于柱压。弯曲因子 r 为与 填充物有关 的因素。（3）传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质 阻力系数 C 1 两项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表 面的过程，在
7、这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。这种过程若进行缓 慢，表示气相传 质阻力大，就引起色谱峰扩张。对于填充柱：液相传质过程是指试样组分从固定相的气液界面移动到液相内 部，并发生质量交换，达到分配平衡，然后以返回气液界面 的传质过程。这个过 程也需要一定时间，在此时间，组分的其它分子仍随载气不断地向柱口运动，这 也造成峰形的扩张。液相传质阻力系数 C 1 为： 对于填充柱，气相传质项数值小，可以忽略 。由上述讨论可见，范弟姆特方程式对于分离条件的选择具有指导 意义。它可以 说明 ，填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流 速、柱温、固定相液膜厚度 等对柱效、峰扩张的影响。用
8、在不同流速下的塔板高度 H 对流速 u 作图，得 H-u 曲线图 在曲线的最低点， 塔板高度 H 最小 （ H 最小 ） 。此时柱效最高。 该点所对应的流速即为最佳流速 u 最 佳 ，即 H 最小 可由速率方 程微分求得：当流速较小时，分子扩散 (B 项 ) 就成为色谱峰扩张的主要因素 此时应采用相对分子 质量较大的载气 (N2 ， Ar ) ，使组分在载气 中有较小 的扩散系数。而当流速较大时， 传质项 (C 项 ) 为控制因 素，宜采用相对分子质量较小的载气 (H2 ,He ) ，此时组分在 载气中 有较大的扩散系数，可减小气相传质阻力，提高柱效。7. 当下述参数改变时: (1)增大分配比
9、,(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8为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标？答:tR (2 ) R(1) 1 a k R= = n 1 )( ) t ( 1 ) 4 1+ k a (Y Y2 1 2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.9.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.
