现代仪器分析(老师有要求的书本上的习题答案)

电位分析及离子选择性电极分析法P216

6．25℃时，用pH=5.21的标准缓冲溶液测得电池：“玻璃电极｜H+（a=X mol·L-1）║饱和甘汞电极”的电动势为0.209V，若用四种试液分别代替标准缓冲溶液，测得电动势分别为①0.064V；②0.329V；③0.510V；④0.677V，试求各试液的pH和H+活度

解：（1）ΔE

1=0.064-0.209=0.0592(pH

1

-pH

s

)

∵pH

s

=5.21

∴pH

1

=2.76 a H+=1.74×10-3 mol·L-1（2）ΔE2=0.329-0.209=0.0592(pH2-pH s)

∵pH

s

=5.21

∴pH

2

=7.24 a H+=5.75×10-8 mol·L-1

（3）ΔE

3=0.510-0.209=0.0592(pH

3

-pH

s

)

∵pH

s

=5.21

∴pH

3

=10.29 a H+=5.10×10-11 mol·L-1

（4）ΔE4=0.677-0.209=0.0592(pH4-pH s)

∵pH

s

=5.21

∴pH

4

=13.12 a H+=7.60×10-14 mol·L-1

第9题不会做，找不到答案，会做的赶紧说一下。

分离分析法导论P261

2．塔板理论的主要内容是什么？它对色谱理论有什么贡献？它的不足之处在哪里？

答：塔板理论把整个色谱柱比拟为一座分馏塔，把色谱的分离过程比拟为分馏过程，直接引用分馏过程的概念、理论和方法来处理色谱分离过程。

塔板理论形象地描述了某一物质在柱内进行多次分配的运动过程，n越大，H越小，柱效能越高，分离得越好。定性地给出了塔板数及塔板高度的概念。

塔板理论的不足之处：某些基本假设不严格，如组分在纵向上的扩散被忽略了、分配系数与浓度的关系被忽略了、分配平稳被假设为瞬时达到的等。因此，塔板理论不能解释在不同的流速下塔板数不同这一实验现象，也不能说明色谱峰为什么会展宽及不能解决如何提高柱效能的问题。

3．速率理论的主要内容是什么？它对色谱理论有什么贡献？与塔板理论相比，有何进展？

答：速率理论的主要内容是范第姆特方程式：H=A+B/μ +Cμ

对色谱理论的贡献：综合考虑了组分分子的纵向分子扩散和组分分子在两相间的传质过程等因素。

与塔板理论相比，速率理论解释了色谱操作条件如何影响分离效果及如何提高柱效能。

4．何谓分离度，它的表达式是什么？应从哪些方面着手提高分离度？

答：分离度是指相邻两色谱峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比。

表达式：R= t R2-t R1

1/2(Y1+Y2)

可以通过提高塔板数n，增加选择性γ2

，1

，容量因子k'来改善分离度。

5．色谱定性的主要方法有哪些？多机连用有什么优越性？

答：色谱定性的主要方法有：○1与标样对照的方法；○2利用保留指数法定性；○3与其它方法结合定性。

多机连用能充分发挥色谱分离的特长，也能充分发挥质谱或光谱定结构的特长。

6．色谱定量常用哪几种方法？它们的计算公式如何表达？简述它们的主要优缺点。

答：色谱定量常用归一法、内标法及外标法。

归一法的计算公式：w i=m i/m=m i/(m1+m2+…+m n)=A i f i/( A1f1+ A2f2+…+A n f n)

内标法的计算公式：w i=m i/m=A i f i m s/（A s f s m）

归一法具有简便、准确的优点，对操作条件如进样量、温度、流速等的控制要求不苛刻。但是在试样组分不能全部出峰时不能使用这种方法。

内标法测定结果比较准确，操作条件对测定的准确度影响不大。

外标法标准曲线操作简便，不需用校正因子，但是对操作条件的稳定性和进样量的重现性要求很高。

(7.8.9题不是老师要求要做的，但是应该看看）

（3）甲基环己烯与甲基环己烷的分离度；（4）甲苯与甲基环己烯的分离度。

解：(1) ⎺n=(n1+n2+n3)/3=[16⨯(10.7/1.3)2+16⨯(11.6/1.4)2+16⨯(14.0/1.8)2]/3

=1050

(2) ⎺H=L/⎺n=40/1050=0.038㎝

(3)R AB=(t R(B)-t R(A))/[1/2(Y A+Y B)]=(11.6-10.7)/[1/2(1.3+1.4)]=0.67

(4)R CB=(t R(C)-t R(B))/[1/2(Y B+Y C)]=(14.0-11.6)/[1/2(1.4+1.8)]=1.50

8．有甲、乙两根长度相同的色谱柱，测得它们在范第姆特方程式中的各项常数如下：

甲柱：A=0.07cm，B=0.12cm2

·s-1，C=0.02s；乙柱：A=0.11cm，B=0.10cm2

·

s-1，C=0.05s。

求：（1）甲柱和乙柱的最佳流速u和最小塔板高度；（2）哪一根柱子的柱效能高？

解(1)对甲柱有：u

最佳

=(B/C)1/2=(0.12/0.02)1/2=2.45 cm·s-1

H最小=A+2(BC)1/2=0.07+2(0.12×0.02)1/2=0.168 cm

对乙柱有：u最佳=(B/C)1/2=(0.10/0.05)1/2=1.41 cm·s-1

H最小=A+2(BC)1/2=0.11+2(0.10×0.05)1/2=0.251 cm

(2)从(1)中可看出甲柱的柱效能高。

9．有一A、B、C三组分的混合物，经色谱分离后其保留时间分别为：t R（A）=4.5min，t R

（B）=7.5min，t R

（C）

=10.4min，t M=1.4min，求：（1）B对A的相对保留值；（2）C对B的相

对保留值；（3）B组分在此柱中的容量因子是多少？

解：(1) γB,A=t'R(B)/ t'R(A)= (7.5-1.4)/(4.5-1.4)=1.97

(2) γC,B=t'R(C)/ t'R(B)= (10.4-1.4)/(7.5-1.4)=1.48