色谱法的原理

1.色谱法的原理：借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离，由于各组分在性质和结构上的差异，
与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不分组分在固定相中滞留时间长短不同，从而先后不同的次序从固定相中流出。

2.调整保留值：指扣除死时间（体积）后保留时间（体积）。

（保留值：通常用时间或将组分带出色谱柱
所需载气的体积）
3.分配系数：在一定温度下，组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比称为分配系数K。

4.分离比：亦称容量因子或容量比，以K表示，指在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组
分在两相中的质量比。

5.分离度（R）：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值。

6.范第姆特方程：H=A+B/u+Cu中的各项意义是什么?
答：A：涡流扩散项。

A=2λdp，填充物的平均值径dp的大小，填充的不均匀性λ。

使用适当的细粒度和颗粒度均匀的担体，尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径。

B/u：分子扩散项。

B=2rDg，Dg与组分及载气的性质有关，相对分子质量大的组分Dg小，B项降低。

r（弯曲因子）：由于填充物的存在，使分子不能自由扩散，扩散度降低。

r<1，空心毛细管柱。

r=1。

Cu：传质项。

系数C包括气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数C1两项。

Cg=0.01k2/(1+k)2*(dp2/Dg),采用粒度小的填充物和相对分子质量小的气体作载气，可使Cg减
小。

C1=2/3 * k/(1+k)2*(df2/D1)，固定相的液膜厚度df薄，组分在液相的扩散系数D1大，则C1
减小。

7.何谓程序升温？
答：程序升温即柱温按预定的加热速率，随时间作线性或非线性增加。

8.根据检测原理的不同，可以将气相检测器分为哪几种？一般选用什么载气？
答：分为浓度型检测器和质量型检测器。

选用H2 N2
9.色谱法一般依据什么来进行定性分析？
答：色谱保留值
10.什么是相对校正因子？热导检测器常用的标准物是什么？氢火焰检测器常用的标准物事什么？常用的
定性分析方法有哪些？
答：相对校正因子：即某物质与一标准物质的绝对校正因子之比值。

热导检测器常用标准物：苯。

氢火焰检测器常用标准物：正庚烷。

常用的定性分析的方法：①归一化法；②内标法；③内标标准曲线法；④外标法（标准曲线法）11.毛细管色谱柱有哪些特点？为什么要柱前分流，柱后尾吹？
答：特点：①渗透性好，可使用长色谱柱；②相比（β）大，有利于实现快速分析；③柱容量小，允许进样量小；④总柱效高，分离复杂混合物的能力大为提高。

原因：由于毛细管柱的容量很小，用微量注射器很难准确的将小于0.01υL的液体试样直接送入，所以常用分流进样方式。

12. 高效液相色谱法具体有几个突出的特点？
答：（1）高压（2）高速（3）高效（4）高灵敏度
13. 何谓正相色谱及反相色谱？在应用上各有何特点？
答：正相色谱：流动相的极性小于固定相的极性。

反相色谱：流动相的极性大于固定液的极性。

14. 紫外检测器和示差折光检测器的工作原理是什么？在应用上有什么区别？
答：紫外检测器：作用原理是基于被分析试样组分对特定的波长紫外线的选择吸收，组分浓度与吸光
度的关系遵守比尔定律。

具有很高的灵敏度，最小检测浓度可达10-9g.ml-1，对温度和流速不敏感，可用于梯度洗提，结构较简单，缺点是不适合用于对紫外光完全不吸收的试样，溶剂的选用受限制。

示差折光器：是借连续测定流通池中溶液折射率的方法来测定试样的浓度的检测器。

灵敏度可达10-7g.ml-1，缺点是对温度变化很敏感，折射率的温度系数为10-4RIU，因此检测器的温度控制精度为±10-3℃，不能用于梯度洗提。

15. 何为膜电位？依据膜的特性，可以将离子选择性电极分为原电极和敏化电极。

答：用离子选择性电极测定有关离子，一般都是基于内部溶液于外部溶液之间产生的点位差。

16. 何谓乳剂特征曲线？
答：谱线的黑度S于照射在感光板上的曝光量H有关，它们的关系很复杂的，不能用一个单一的数学表达式表示，而常常只能用图解的方法来表示，在这种图解曲线称为乳剂特征曲线。

17. 何谓锐线光源？
答：所谓锐线光源就是能发射出谱线半宽度很窄的发射线的光源。

在原子吸收分光光度分析中为什么要锐线光源？
原因：为了实现峰值吸收的测量，除了要求光源发射线的半宽度外，还必须使通过原子蒸汽的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率V。

相重合。

18. 何谓K吸收带？R吸收带？B吸收带？
答：K吸收带：由于共轭双键中π→π*跃迁所产生的吸收带
R吸收带：相当于助色团和生色团中n→π*跃迁所引起的。

B吸收带：由于π→π*和苯环的振动的重叠引起的。

19、红外活性：发生偶极矩变化的振动引起可观测的红外吸收光谱带，我们称这种振动为红外活性。

20、分子的振动形式：（1）伸缩振动（2）变形或弯曲振动
从吸收强度看，c=o强，c=c弱
红外吸收峰位置和强度取决于分子中各基团的（振动形式）和（所处的化学环境）
21、在红外定性分析中最常用的标准图谱名称为（萨特勒红外谱图集）
27、氢谱和碳谱的化学位移的相似之处：
（1）从高场到低场，碳谱共振位置的顺序为饱和碳原子，炔碳原子，烯碳原子，羰基碳原子；氢谱为饱和氢，炔氢，醛基氢等。

（2）与电负性基团相连，化学位移都移向低场
30、质谱分析的基本原理，是使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质量，确切的讲按质荷比m/z，进行分离。

32、质谱必须处于高真空状态，若真空地低，则有以下危害：
（1）大量氧会烧坏离子源的灯丝
（2）会使本底增高，干扰质谱图
（3）引起额外的离子-分子反应，改变裂解模型，使质谱解释复杂化
（4）干扰离子源中电子束的正常调节
（5）用作加速离子的几千伏高压会引起放电
33、分子离子峰的氮律：由C、H、O组成的有机化合物，分子离子风的质量一定是偶数。

而由C,H,O,N,P 和卤素等元素组成的化合物，含奇数个N，分子离子峰的质量是奇数，含偶数个N，分子离子峰的质量则是偶数，这一规律为氮律。

35、极化率：是指分子在电场（光波的电磁场）的作用下，分子中电子云变形的难易程度。

规则判断拉曼或红外是否具有活性：（1）互斥规则（2）互允规则（3）互禁规则
激光的优点：（1）激光亮度极好，这样的激光光源可以得到较强的拉曼散射线
（2）激光的单色性极好，有利于得到较高质量的拉曼光谱图
（3）激光的准直性可使激光光束会聚到试样的微小部位以得到该部位的拉曼
信息
（4）激光几乎完全是线偏振光（99%以上），这就简化了去偏振度的测量
36. 光致发光：当分子吸收了光能而被假发道教高能态，返回基态时发射出波长与激发光波长相同或不同
的辐射现象。

最常见的两种为：荧光和磷光。

荧光与磷光的根本区别在于：荧光是由单重——单重态跃迁产生的，而磷光则由三重——单重态跃迁产生的。

荧光猝灭：荧光物质与溶剂分子或其他溶质分子相互作用，引起荧光强度下降或消失的现象。

一个事低荧光的石英材质，一个是石英材质。

2.何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用？
解：指示电极：用来指示溶液中离子活度变化的电极，其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化，在一定的测量条件下，当溶液中离子活度一定时，指示电极的电极电位为常数。

例如测定溶液pH时，可以使用玻璃电极作为指示电极，玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系，可以指示溶液酸度的变化。

参比电极：在进行电位测定时，是通过测定原电池电动势来进行的，电动势的变化要体现指示电极电位的变化。

因此需要采用一个电极电位恒定，不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准，这样的电极就称为参比电极。

例如，测定溶液pH时，通常用饱和甘汞电极作为参比电极。

9.当下述电池中的溶液时pH等于4.00的缓冲溶液时，在298K时用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V：玻璃电极|H+（a=x）|饱和甘汞电极，当缓冲溶液由三种未知溶液代替时，毫伏计读书如下：（a）0.312V，（b）0.088V，（c）-0.01V，试计算每种未知液的pH？
解：根据公式：pHtext=pHsm+E-Esm/2.303RT/F
(a)Ph=4.00+（0.312-0.209）/0.059=5.75
(b)同理：（b）pH=1.95（c）pH=0.17V
4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
答：共振线是由激发态向基态跃迁所发射的谱线。

共振线具有最小的激发单位，因此最容易被激发，为该元素最强谱线。

灵敏线是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线。

最后线是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到得几条线。

它也是该元素的最灵敏线。

分析线是进行分析时所使用的谱线。

由于共振线是最强的谱线，所以在没有其他谱线干扰的情况下，通常选择共振线作分析线。

5. 何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？
答：锐线光源？是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。

在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。

这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数Kv在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。

这样，求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。

3.何为助色团及生色团？试举例说明。

答：能够使化合物分子的吸收峰波长向波长长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入—OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，—OH起到助色团的作用。

当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱合基团称为生色团。

例如，CH2CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区。

3.何为基团频率？他有什么重要用途？
答：与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率，基团频率大多集中在4000-1350cm-1 称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团。

6.何为指纹区？它有什么特点和用途？
答：在IR光谱中，频率位于1350-650cm-1 的低频区称为指纹区。

指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的。

4．何为化学转移？他有什么重要性？在1H—NMR中影响化学位移的因素有哪些？
答：由于氢核在化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽环境也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移。

由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小来考虑氢核所处化学环境，亦即有机物的分子结构特征。

由于化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移，如与质子相邻近的元素或基团的电负性，各向异性效应，溶剂效应，氢键等。

7.何为自旋偶合，自旋裂分？他有什么重要性？
答：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋裂分。

偶合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象。

由于偶合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利。

8.在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组，（1）说明这些峰的产生原因：（2）哪一组峰处于较低场？为什么？
解：（1）由于α-，β-位质子之间的自旋偶合现象，根据（n+1）规律，CH3-质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重峰，同样，亚甲基质子被临近的甲基质子裂分为四重峰。

（2）由于α-位质子受到羧基的诱导作用比β-质子强，所以亚甲基质子峰在低场峰（四重峰）。

6.有机化合物在电子轰击离子源中有可能产生哪些类型的离子？从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息？
解：（1）分子离子。

从分子离子峰可以确定相对分子质量。

（2）同位素离子峰。

当有机化合物中含有S,Cl，Br等元素时，在质谱图中会出现含有这些同位素的离子峰，同位素峰的强度比同位素的丰度比相当，因而可以也来判断化合物中是否有某些元素（通常采用M+2/M强度比）。

（3）碎片离子峰。

根据碎片峰都可以和阐明分子的结构。

另外尚有重排离子峰、两价峰、亚稳离子峰等都可以在确定化合物结构时等到应用。

3、在液相色谱中，提高柱效的途径有哪些？其中最有效的途径是什么？
解：液相色谱中提高柱效的途径主要有：
（1）提高住柱内填料装填的均匀性
（2）改进固定相
减小粒度；选择薄壳形担体；选用低粘度的流动相；适当提高柱温
其中，减小粒度是最有效的途径
4、液相色谱有几种类型？它的保留机理是什么？在这些类型的应用中，最适宜分离的物质是什么？
解：液相色谱有以下几种类型：液-液分配色谱；液-固吸附色谱；化学键合色谱；离子交换色谱；离子对色谱；空间排阻色谱。

其中，液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相个、合流动相间的多次分配进行分离的。

可以分离的、各种无机、有机化合物。

液-固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实现分离的。

最适宜分离的物质为中等相对分子质量的汕溶性试样，凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。

化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸收能力的载体，所以同事遵循吸附合分配的机理，最适宜分离的物质为与液-液分配色谱相同。

离子交换色谱合离子色谱是通过组分与固定相间亲和力差别而实现分离的，各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白质等。

在离子对色谱中，样品组分进入色谱柱后，组分的离子与对离子相互作用生成中性化合物，从而被固
定相分配或吸附进而实现分离的，各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离子对色谱的特点。

空间排阻色谱是利用凝胶固定相得孔径与被分离尊分分子间的相对大小关系，而分离。

分析的方法。

最适宜分离的物质是：……
另外尚有手性色谱、胶束色谱，环糊精色谱及亲和色谱等机理。

2、液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些？与气象色谱相比较，有哪些主要不同之处？
解：液相色谱中影响色谱峰展宽的因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。

在气相色谱中径向扩散往往比较显著。

而液相色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。

另外。

在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。

8、何谓梯度洗提？它与气相色谱中的程序升温有何异同之处？
解：在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比，成为梯度洗提。

是改进液相色谱分离的重要手段。

梯度洗提与气相色谱中的程序升温类似。

但是前者连续改变的是流动相的极性、PH或离子强度，而后者改变的温度程序升温也是改进气相色谱分离的重要手段。