《色谱分析》练习题

1.Kovats指数(保留指数I)：定性指标的一种参数。通常以色谱图上位于待测组分两侧的相邻正构烷烃的保留值为基准，用对数内插法求得。每个正构烷烃的保留指数规定为其碳原子数乘以100。2.PLOT柱（多孔层空心柱）：内壁上有多孔层固定相的空心柱。3.SCOT柱（涂载体空心柱）：在内壁上沉积载体后涂渍固定液的空心柱。适用于痕量分析。4.WCOT柱（涂壁空心柱）：内壁上直接涂渍固定液的柱子，不含任何固态载体。5.保留时间tR：从进样到柱后出现浓度最大值时所对应的时间。6.保留体积VR：从进样到柱后出现浓度最大值时所通过的流动相体积。7.保留温度TR：在PTGC操作中，样品中的组分从色谱柱洗脱出的柱温，称为该组分的保留温度，用TR表示。8.比保留体积Vg：每克固定液校正到273K时的净保留体积。9.初期冻结：在PTGC分析中，进样后因柱的起始温度很低，仅对低沸物进行分离，其余大多数组分在低温下，因其蒸汽压低，大都溶解在固定相中，其蒸汽带在柱中移动的非常慢，几乎停留在柱入口处不动，即凝聚在柱头，此为PTGC所特有的现象。10.调整保留时间tR’：从空气峰到柱后出现浓度最大值时所对应的时间。11.调整保留体积VR’：减去死体积的保留体积。P1112.反相色谱：如果与固定相的极性相比，溶剂的极性大于固定相，如以ODS键合相作为固定相，水和甲醇等作流动相的分配色谱过程，称为反相液相色谱。13.分离度R：两个相邻色谱峰的分离程度，以两个组分保留值之差与其平均峰宽值之比来表示。P1214.分离数TZ：两个相邻正构烷烃峰之间可容纳的峰数15.分配系数：在平衡状态时，组分在固定液与流动相中的浓度之比。16.峰容量：在给定的色谱条件下（柱系统、柱温、流动相线速）和一定的时间内，最多能从色谱柱流出满足分离度要求的等高度色谱峰的个数。17.基线：无组分通过色谱柱时，检测器的噪音随时间变化的曲线。18.基线漂移：基线随时间定向的缓慢变化。19.基线噪声：由各种因素引起的基线波动。20.畸峰：形状不对称的峰，如拖尾峰、前身峰。21.假峰：并非由试样所产生的峰。22.检测限：恰能产生二倍于噪音信号时所引入检测器的物质的量。23.净保留时间tN：用压力梯度校正因子修正的调整保留时间。24.净保留体积VN：扣除了空气峰Vm后的校正保留体积25.净保留体积VN：用压力梯度校正因子修正的调整保留体积26.谱带扩张：由于纵向扩散、传质阻力等因素的影响，使组分在色谱柱内移动过程中谱带宽度增加的现象。27.前伸峰：前沿较后沿平缓地不对称峰。28.容量因子K’：在平衡状态时，组分在固定液与流动相中的质量之比。29.死时间tM：流动相流过色谱柱的时间。30.死体积VM：色谱柱的空隙体积。31.梯度洗脱：梯度洗脱就是程序控制流动相的组成，使在整个分离过程中，溶剂强度按照一种特定的变化规律增加。32.拖尾峰：后沿较前沿平缓地不对称峰。33.线性范围：当检测器的响应信号与进样量呈线性时，最大进样量与最小进样量的比值。FID最大，可达106－107。34.相对保留值ri,sorr2,1：被测组分的调整保留时间tR1’与标准物的调整保留时间tR2’之比。35.校正保留时间tR0：用压力梯度校正因子修正的保留时间。36.校正保留体积VR0：用压力梯度校正因子修正的保留体积。P1137.压力梯度校正因子j：用以校正在色谱柱中由于流动相的可压缩性所产生的压力梯度因子38.有效柱温：为建立程序升温操作和恒温操作之间的关系，Giddings提出在程序升温中定义一个加权平均温度，称为有效柱温T’。39.折合板高：用填料颗粒直径（dp）去除动力学方程不仅简化了式子的表达形式，而且可以比较不同颗粒度时谱带扩展的共同特征。板高被平均颗粒直径去除，以h表示h＝H/dp，称为折合板高。P16540.真正分离度：在PTGC中对两个相邻组分的分离度R可按下式计算：41.正相色谱：如果与固定相的极性相比，溶剂的极性小于固定相，如通常的气相色谱，称这种色谱过程为正相液相色谱。42.柱老化：色谱柱在高于操作温度下通载气的过程称为老化，老化是制备色谱柱中最后一步，也是很重要的一步，如果老化不当，会使涂的很好的柱子毁掉。43.柱容量：能使峰高与进样量保持线性的最大进样量。它代表色谱的线性范围。44.柱外展宽（柱外效应）：除色谱柱本身以外，在样品汽化室入口至检测器出口的系统中，凡引起峰扩张的因素都成为柱外效应。三、判断是非题，并简述原因1.因为乙醇的沸点是78.3℃，丁酮的沸点为79.6℃，因此按照沸点高低出峰规律，应该是乙醇先出峰，丁酮后出峰。答：错误。沸点相近的组分，出峰顺序取决于极性，在非极性柱上或氢键的柱上出峰的顺序跟组分与固定液之间的作用力有关，作用力大的后出峰。在非极性柱上，则按沸点高低出峰，沸点高的后出峰。2.根据塔板理论，塔板数高的色谱柱，其分离物质时的效果要比塔板数低的要好。答：错误。分离效果不仅与塔板数有关，还与固定液的性质，柱长，流动相的性质有关。3.浓度型检测器的灵敏度公式Sc=Au1F0/u2W，因此要提高灵敏度，可以通过提高流速，降低进样量来实现。P63答：错误。检测器的灵敏度是个固有的定值，与检测器本身的结构有关。（仅供参考）4.如果要分析低沸点的化合物，除了要降低柱温外，还应应用液担比较高的固定相。答：正确。5.根据速率理论A＝2λ.dp，因此只要降低填充颗粒直径dp，从而使得λ也变小，就能提高柱效。答：错误。λ的值反应柱内填充物的不均匀程度。降低填充颗粒直径dp，填充变得较不均匀，λ的值变大。6.如果一根色谱柱的Neff高达105，那么它的分离效果肯定比103的柱子要好。答：错误。分离度还跟K¹和r有关。7.固定液常数反映了固定液化气平均极性，其常数但适用于按沸点规律或同系物进行的分离选择性，而且也适用于族与族之间，结构不同的化合物的分离。答：错误。8.在安装色谱柱时，总是把填充得较紧密的一端接检测器，这样做可以提高一些柱效。答：正确。9.如果采用程序升温方法分析试样的话，色谱柱的峰容量一般要比恒温法的大。答：正确。10.某特质的沸点为200℃，如果色谱柱设定在160℃，即使选择的固定液是恰当地，也不可能出峰。答：错误。能否出峰是由流动相与固定液及柱条件共同决定的…………11.色谱动力学研究中，塔板理论和速率，虽然其理论假设不尽相同，但其中理论板高的含义却是一致的。因此都能较好的解释色谱现象并评价柱效能。P55答：错误。塔板理论是从色谱的热力学，而速率理论是从色谱的动力学，它们从不同的侧面解释色谱现象。四、简答题1.简述气相色谱与高压液相色谱各方面的不同之处。答：两种色谱法的根本区别在于流动相的状态。①气相色谱法多由永久性气体作流动相，由于载气相对分子量低，分子间空隙大，故粘度低、流动性好，组分在气相中运输速度快，流动相渗透性强，因此可以增加柱长，提高色谱柱理论塔板数，从而增加柱效；②气体作流动相价格较液体有机溶剂低廉；③气相色谱法可以选择愈来愈多的何处新固定液；④气相色谱法分析的对象多为分子质量M＜1000、低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物，而且样品必须在柱前变成气态分子。①液相色谱法采用液体作为流动相，适于作液相色谱的流动相较仅有几种惰性气体的GC流动相夺；②流动相对样品组分有较好的溶解作用，且参与溶质的分配，可增大分离的选择性；③液相色谱适于分析高沸点、难挥发、热稳定差的、分子量（M=1000～2000）较大的液体化合物。④样品可以直接进样，一般不需作样品衍生化处理。2.请说明色谱理论中关于“线性”与“理想”的含义。答：线性—分离过程中，溶质在两个相中的分配系数是线性的，不随浓度而变化。理想——与物化中的理想不同，理想色谱指两相间的物质交换过程是热力学可逆的，传质速率高，平衡瞬间达不同流动相分析对象分析速度进样检测器影响分离选择性因素分析成本GC永久性气体相对分子量M＜1000，低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物快样品必须在柱前汽化灵敏度高简单低LC液体高沸点、难挥发、热稳定性差、分子量M＝1000-2000的较大的液体化合物慢直接进样灵敏度低复杂高到，分子扩散忽略不计。①线性理想色谱：热力学分配系数是线性的，动力学关系是理想的，不存在扩散的影响，可把它理解为反复多次的液－液萃取，看作是一种间隔的机械性加合；②线性非理想色谱：着重考虑溶质在柱内运行过程中的扩散现象，气－液色谱；③非线性理想色谱：溶质在液固色谱柱中符合这种状况，即溶质在吸附剂表面的吸附是非线性的分配系数，而溶质在液体流动相的扩散现象是比较小的；④非线性非理想色谱：主要适用于处理气－固色谱，吸附与扩散都不可忽略。3.请写出评价色谱检测器的性能指标。答：①灵敏度：在检测器线性范围内，进样量变化（ΔQ）与响应信号变化（ΔR）之比，S＝ΔR/ΔQ；②稳定性：基流稳定，噪音水平低，漂移小；③线性范围：当检测器的响应信号与进样量呈线性时，最大进样量与最小进样量之比，线性范围宽，准确测定；④检测限：恰能产生二倍于噪音的信号时引入检测器的最大物质量，D＝2RN/S；⑤响应速度和使用温度：响应速度快，使用温度要求高于柱温。4.色谱分析时，进样量受哪些因素影响。答：柱径、柱长、固定液含量、分配比、板数、最大允许进样量与柱外径、柱长、分配比成正比，与板数平方根成反比。5.在色谱分析中如何防止柱子污染，延长柱子的使用寿命。答：①固定相对流动相的要求，如溶剂的化学性质、溶液的PH值等等；②在使用缓冲溶液时，盐的浓度不应过高，且日工作结束后要及时用纯溶剂清洗柱子；③样品量不应过载，脏样品应预先处理，最好使用预柱保护分析柱；④当柱前压力增加或基线不稳定时，往往是柱子被污染所致，可通过改变溶剂的办法使不溶物溶解，柱子再生；正相用水，甲醇等有机溶剂，反相用氯仿或氯仿与异丙醇的混合溶剂；⑤柱子应该永远保存在溶剂中，键合相最好的溶剂是已腈。6.写出衍生化的目的并说出3－4种衍生化的方法、特点与简明方程式。答：衍生化的目的：①增加试样的挥发性和稳定性，扩大气相色谱的应用范围；②改善分离效果，改进组分的吸附特性；③帮助未知物定性，提高检测灵敏度，增加定量可靠性。衍生方法：①硅烷化法：特点：硅烷化过程中，严格要求无水化条件，方程式－OH＋三甲基硅给予体＝－O－Si(CH3)3;②酯化法：重氮甲烷化，特点：简便有效，不引入杂质，转化率高，在非水溶液中进行，有毒，易爆炸，RCOOH＋CH2N2→RCOOH3＋N2↑；③酰化法：特定：适用于含氨基、羧基、巯基试样的预处理，R·NH2+(R’CO)2O=RNHCOR’;④成肟和成腙衍生法，特点：对含羧基地化合物能提高其稳定性和改善色谱峰的不对称性，R-ONH2+O=C→R1→RON=C→R1+H2O。7.请谈谈改善气相色谱分离度的常用方法及步骤。P36（仅供参考）答：k'1k'·r1r·4nR1212，，＝①从分离度和分析速度考察一个最佳的分配容量，2≤k’≤5，由于多元物与峰容量有关，k’上升，峰容量也增加，因此色谱条件实际上采用1≤k’≤10，GC一般采用改变固定相和固定相用量来调节k’；②提高r值来提高分离度。气相主要是通过选择合适的固定相和降低柱温来提高r值；③提高色谱柱效n可以提高分离度。n升高或H降低都可降低峰宽，从而提高R值，根据板高方程，改变流速可以提高n值；④改变色谱柱温也可提高分离度。色谱中的某些因素相互补偿会在R与Tc关系曲线上出现一个极值，从而达到最优的分离度；⑤增加柱长也可改善分离度。8.在进行程序升温时，如何评价其柱效与分离度。答：①柱效的评价：2bT)(Wt16nR）（＝PtTR——溶质在保留温度TR的恒温条件下测得的保留时间；Wb(P)——溶质在程序升温时，在温度洗脱出色谱峰的峰底宽度；②真正分离度Ri：)()T-2(TR)2()1(R(1)R(2)iTRTRttr＝iR*4NR＝TR(2)、TR(1)—两相邻组分的保留温度r—升温速率tTR(2)、tTR(1)—柱温在TR(2)、TR(1)的恒温条件下，测得组分(1)和(2)的保留时间9.写出硅烷化反应在气相色