仪器分析2-1习题答案

一
1.在以下因素中，属热力学因素的是A
A.分配系数；
B. 扩散速度；C．柱长；D．理论塔板数。

2.理论塔板数反映了D
A.分离度；
B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。

3.欲使色谱峰宽减小，可以采取B
A．降低柱温；B．减少固定液含量；C．增加柱长；D．增加载体粒度。

4.如果试样中各组分无法全部出峰或只要定量测定试样中某几个组分, 那么应采用下列定量分析方法中哪一种为宜？C
A．归一化法；B．外标法；C．内标法；D．标准工作曲线法。

5.俄国植物学家茨维特在研究植物色素成分时, 所采用的色谱方法是B
A．液-液色谱法；B．液-固色谱法；C．空间排阻色谱法；D．离子交换色谱法。

A．极性差异；B．沸点差异；C．热力学性质差异；D．动力学性质差异。

7.假如一个溶质的分配比为0.1，它分配在色谱柱的流动相中的质量分数是C
A.0.10；
B. 0.90；C．0.91；D．0.99。

8.下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是A
A．柱温；B．载气的种类；C．柱压；D．固定液膜厚度。

9.当载气线速越小, 范式方程中, 分子扩散项B越大, 所以应选下列气体中哪一种作载气最有利？D
A.H2；
B. He；C．Ar；D．N2。

10.对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱中的B
A．保留值B. 扩散速度C.分配比D. 理论塔板数
11.载体填充的均匀程度主要影响A
A．涡流扩散相B. 分子扩散C.气相传质阻力D. 液相传质阻力
正确答案：
1：(A)、2：(D)、3：(B)、4：(C)、5：（B）
6：(D)、7：(C)、8：(A)、9：（D）10：(B)、11：(A)
二
1.假如一个溶质的分配比为0.2，则它在色谱柱的流动相中的百分率是多少？
解：
∵ k = n s/n m=0.2 ∴n m= 5n s
n m/n×100% = n m/(n m+n s)×100% = 83.3%
2.若在1m长的色谱柱上测得分离度为0.68,要使它完全分离，则柱长至少应为多少米？
解：
∵ L2=(R2/R1)2 L1完全分离R2=1.5
L2=(1.5/0.68)2×1=4.87(m)
3.在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（t R）6.6min，峰底宽（Y）0.5min，死时间（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL,求：(提示：流动相体积，即为死体积)（1）分配容量k;（2）死体积V m;（3）调整保留体积;（4）分配系数;（5）有效塔板数n eff;（6）有效塔板高度H eff
解：
(1)分配比k = t R'/t m = (6.6-1.2)/1.2=4.5
(2) 死体积V m = t m × Fc = 1.2×40 = 48mL
(3) 调整保留体积V R'= (t R-t m) × Fc = (6.6-1.2)×40 = 216mL
(4) 分配系数K=k × β= k ×(V m/V s)=4.5×(48/2.1)=103
(4) 有效塔板数n eff = 16×( t R'/W)2=16×[(6.6-1.2)/0.5]2=1866
(5) 有效塔板高度H eff =L/n eff=2×1000/1866=1.07mm
4.已知组分A和B的分配系数分别为8.8和10，当它们通过相比β=90的填充时，能否达到基本分离（提示：基本分离Rs=1）
解：
α= K B/K A = 10/8.8 = 1.14
k = K B/β= 10/90 = 0.11
由基本分离方程式可推导出使两组分达到某一分离度时，所需的理论塔板数为
n B = 16Rs2×[α/(α-1)]2×[(1 + k B)/k B]2
=16×12×[1.14/(1.14 - 1)]2×[(1 + 0.11)/0.11]2
=16×66.31×101.83 = 1.08×105
因为计算出的n比较大，一般填充柱不能达到，在上述条件下，A、B不能分离。

5.某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上分离效果却很差，试分析原因。

解：
理论塔板数n是通过保留值来计算的，没考虑到死时间的影响，而实际上死时间t m对峰的影响很大，特别是当k≤3时，以导致扣除死时间后计算出的有效塔板数n eff很小，有效塔板高度H eff很大，因而实际分离能力很差。

6.根据Van Deemter方程，推导出A、B、C常数表示的最佳线速u opt和最小板高H min。

解：
Van Deemter最简式为：H = A + B/u + Cu （1）
将上式微分得：dH/du = -B/u2 + C = 0 （2）
最佳线速：u opt=（B/C）1/2（3）
将（3）式代入（1）式的最小板高：H min = A + 2(BC)1/2
7. 下列各项对柱的塔板高度有何影响? 试解释之：
(1) 减小进样速度；(2) 增加气化室的温度；(3) 提高载气的流速；(4) 减小填料的粒度；(5) 降低色谱柱的柱温。

解：
(1) 进样速度必须很快,因为当进样时间太长时,试样原始宽度将变大,色谱峰半峰宽随之边宽,有时甚至使峰变形.
(2) 适当提高气化室温度对分离和定量测定有利．一般较柱温高30-700C。

但热稳定性较差的试样，汽化温度不宜过高。

(3) 当u较小时，分子扩散项B/u是影响板高的主要因素，此时，宜选择相对分子质量较大的载气（N2,Ar），以使组分在载气中有较小的扩散系数．当u较大时，传质阻力项Cu起主导作用，宜选择相对分子质量小的载气(H2,He)，使组分有较大的扩散系数，减小传质阻力，提高柱效．
(4) 载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高．但粒度也不能太小．否则，阻力压也急剧增大．一般粒度直径为柱内径的1/20~1/25为宜．在高压液相色谱中，可采用极细粒度，直径在µm数量级
(5) 柱温直接影响分离效能和分析时间：柱温选高了，会使各组分的分配系数K值变小，分离度减小。

为了使组分分离得好，宜采用较低的柱温；但柱温过低，传质速率显著降低，柱效能下降，而且会延长分析时间。

柱温的选择应使难分离的两组分达到预期的分离效果，峰形正常而分析时间又不长为宜
自测题
1.下列哪种说法可以概述三种原子光谱（发射、吸收、荧光）的产生机理？B
A. 能量与气态原子内层电子的相互作用；
B. 能量与气态原子外层电子的相互作用；
C．辐射能使气态基态原子内层电子跃迁；
D．辐射能使气态基态原子外层电子跃迁。

2.在原子吸收光谱法的理论中，以谱线峰值吸收量替代积分吸收测量的关键条件是什么？A
A．光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要小得多；B．光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率和半峰宽均为一样；C．光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要较大；D．光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，只要中心频率一样，半峰宽大小都没影响。

3.影响原子吸收谱线宽度的下列因素中，哪种变宽是主要的？其变宽宽度是多少?B
A．热变宽和压力变宽，宽度可达10-5nm数量级；
B．热变宽和压力变宽，宽度可达10-3nm数量级；
C．自然变宽和自吸变宽，宽度可达10-5nm数量级；
D．自然变宽和自吸变宽，宽度可达10-3nm数量级。

4. 在原子吸收光谱法中，目前常用的光源是哪种？其主要操作参数是什么？D
A. 氙弧灯，内充气体的压力；B．氙弧灯，灯电流；
C．空心阴极灯，内充气体的压力；D．空心阴极灯，灯电流。

5.在AAS分析中，原子化器的作用是什么？C
A．把待测元素转变为气态激发态原子；B．把待测元素转变为气态激发态离
子；
C．把待测元素转变为气态基态原子；D．把待测元素转变为气态基态离子。

6.在火焰AAS分析中，富烷火焰的性质是什么？它适用于何种元素的测定？A
A. 还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定；
B. 还原性火焰，适用于易形成难离解还原性物质的测定；
C. 氧化性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定；
D. 还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定。

7.相对于火焰原子化器来说，石墨炉原子化器：A
A. 灵敏度高，但重现性差；B．灵敏度高，且重现性好；
C．灵敏度低，且重现性差；D．灵敏度低，而重现性好。

8. Na线波长为588.9nm , 是跃迁产生的。

在3000K的火焰中，激发态和基态的原子数之比是多少？（统计权重比为2）C
A. ；
B. ；
C. ；
D. ；
9. 平行称取两份0.500g金矿试样，经适当方法溶解后，向其中一份试样加入1.00ml浓度为5.00μg/mL的金标准溶液，然后向每份试样加入5.00mL氢溴酸溶液及5mL甲基异丁酮。

由于金与溴离子形成配合物而被萃取到有机相中。

用原子吸收法分别测得吸光度为0.375及0.225。

求得试样中金的含量（μg/g）为：D A．；B．0.150 ；C．1.50 ；D．15.0。

10. 用AAS法测定某溶液中Cd的浓度，在适合的条件下，测得吸光度为0.141。

取50.00ml此试液加入1.00ml浓度为的Cd标准溶液，在同样条
件下，测得吸光度为0.259。

而测得蒸馏水的吸光度为0.010。

由此，求得试液中Cd的浓度及1%吸收灵敏度是：C
A. ；
B. ；
C. ；
D.。