色谱分离技术课程试题

2017年色谱分离技术课程试题姓名：学号：1、色谱法有哪些类型？其分离的基本原理是什么？答：分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、空间排阻色谱法四种色谱法。分配色谱法：固定相是液体，利用液体固定相对试样中诸组分的溶解能力不同，即试样中诸组分在流动相与固定相中分配系数的差异，而实现试样中诸组分分离的色谱法。吸附色谱法：吸附色谱法常叫做液-固色谱法(LSC)，它是基于在溶质和用作固定固体吸附剂上的固定活性位点之间的相互作用。离子交换色谱法：离子交换色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法。凡在溶液中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法进行分离。空间排阻色谱法：空间排阻色谱法是按分子大小顺序进行分离色谱的方法。2、指出下列各种色谱法，最适宜分离什么物质？（1）气液色谱；（2）正相色谱；（3）反相色谱；（4）离子交换色谱；（5）凝胶色谱；（6）气固色谱；（7）液固色谱。答：（1）气液色谱―分离易挥发、受热稳定的物质（2）正相色谱―分离极性亲水性化合物（3）反相色谱―分离疏水性化合物（4）离子交换色谱―离子型化合物（5）凝胶色谱―分离相对分子量高的化合物，常用于鉴定聚合物（6）气固色谱――分离气体烃类、永久性气体（7）液固色谱―极性不同的化合物、异构体3、如何选择气液色谱的固定液？答：根据被分离组分和固定液分子间的相互作用关系,固定液的选择一般根据“相似性原则”,即固定液的性质与被分离组分之间的某些相似性,如官能团、化学键、极性、某些化学性质等,性质相似时,两种分子间的作用力就强,被分离组分在固定液中的溶解度就大,分配系数大,因而保留时间就长；反之溶解度小,分配系数小,因而能很快流出色谱柱。就不同情况进行讨论：a、分离极性化合物,采用极性固定液.这时样品各组分与固定液分子间作用力主要是定向力和诱导力,各组分出峰次序按极性顺序,极性小的先出峰,极性越大,出峰越慢；b、分离非极性化合物,应用非极性固定液,样品各组分与固定液分子间作用力是色散力,没有特殊选择性,这时各组分按沸点顺序出峰,沸点低的先出峰.对于沸点相近的异构物的分离,效率很低；c、分离非极性和极性化合物的混合物时,可用极性固定液,这时非极性组分先馏出,固定液极性越强,非极性组分越易流出；d、对于能形成氢键的样品.如醇、酚、胺和水的分离,一般选择极性或氢键型的固定液,这时依组分和固定液分子间形成氢键能力大小进行分离.“相似相容性原则”是选择固定液的一般原则,有时利用现有的固定液不能达到满意的分离结果时,往往采用“混合固定液”,应用两种或两种以上性质各不相同的,按适合比例混合的固定液,使分离有比较满意的选择性,又不致使分析时间延长.然而,在实际工作中选择固定液往往是参考资料或文献介绍的实例来选用固定液的.4、柱的分离效能指标H与分配比k，相对保留值α，分离度R之间有什么关系？柱的分离效能指标H与分配比k，相对保留值α，分离度R之间有什么关系？答：N有效=16R2（α/α-1）2H=1/nN=n有效（1+k/k）2=16R2（α/α-1）2（1+k/k）2R=1/4（α-1/α）（k/k+1）√n√H=1/4R（α-1/α）（k/k+1）5．影响分辨率的因素有哪些？如何选择最佳的工作条件？答：影响分辨率的因素有哪些？如何选择最佳的工作条件？影响因素：为了判断分离物质对色谱柱在色谱柱中的分离情况，常用分离度作为柱的总分离效能指标。用R表示。R等于相邻色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。相邻两峰的保留时间之差与平均峰宽的比值。也叫分辨率，表示相邻两峰的分离程度。R越大，表明相邻两组分分离越好。一般说当R＜1时，两峰有部分重叠；当R=1.0时，分离度可达98%；当R=1.5时，分离度可达99.7%。通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。当R＝1时，称为4σ分离，两峰基本分离，裸露峰面积为95.4%，内侧峰基重叠约2%。R＝1.5时，称为6σ分离，裸露峰面积为99.7%。R≥1.5称为完全分离。最佳工作条件：（1）柱长的选择增加柱长可使理论塔板数增加，但同时使缝宽加大，分析使时间延长。因此，填充柱的柱长要选择适当。过长的柱子，总分离效能也不一定高，一般情况下，柱长选择使组份能完全分离，分离度达到期望值为准。方法是选择一根极性适宜，任意长度的色谱柱，测定两组分的分离度，然后根据色谱分离方程式，确定柱长是否适宜。（2）载气及其流速的选择当载气速度速度较小时，易选择相对分子量较大的载气；当载气速度速度较大时，易选择相对分子量较小的载气；载气的选择还是要考虑与检测器相适应。（3）柱温的选择柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。在使最难分离组份有尽可能好的分离前提下，采取适当底的柱温，但以保留时间适宜，峰形不能拖尾为度。柱温的选择还要考虑固定液的使用温度，柱温不能高于固定液的最高使用温度。（4）载体粒度及筛分范围的选择载体粒度愈小，填装越均匀，柱效就愈高，但粒度也不能太小。否则，阻力压也急剧增加，一般粒度直径为柱内径的1/20到1/25为宜，在高压液相色谱中，可采用极细粒径，直径在微米数量级。（5）固定液及其配比分离气体及低沸点组份可采用10%到25%配比，其他组份采用5%到20%配比为宜。（6）进样量的选择在实际分析中最大允许进样量应控制在使半峰宽基本不变，峰高与进样量成线性关系。