2010级色谱分离技术试题111

2010级色谱分离与技术试题

班级：工业催化10级

姓名：杨昭

学号：405504110134

1.什么是色谱分离技术？

答：色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术，是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从而使各物质达到分离。

2.高效液相色谱与气相色谱相比有何特点？

答：与气相色谱相比高效液相色谱具有“三高一广一快”的特点：〈1〉高压：流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对载液加高压。〈2〉高效：分离效能高。可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。〈3〉高灵敏度：紫外检测器可达0.01ng，进样量在µL数量级。〈4〉应用范围广：百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。〈5〉分析速度快、载液流速快：较经典液体色谱法速度快得多，通常分析一个样品在15～30 min，有些样品甚至在5 min内即可完成，一般小于1h。此外HPLC还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点，但也有缺点，与气相色谱相比各有所长，相互补充。HPLC的缺点是有“柱外效应”。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池等）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。HPLC检测器的灵敏度不及气相色谱。

3.分别写出速率理论在高效液相色谱法和气相色谱法（包括填充柱色谱和开管柱色谱）中的表达式，并说明理由。

答：速率理论是由荷兰学者van Deemter在1956年提出的。该方程的数学简化式为：

其中，u为流动相的线速度；A, B, C为常数，分别代表涡流扩散项系数，分子扩散项系数，传质阻力项系数。

涡流扩散项A＝2λd p；

分子扩散项在气相色谱里为B/u＝2γD g/u；

至于传质阻力项系数Cu对于填充柱，气相传质阻力系数Cg=0.01k2/(1+k)2*d p2/D g，固定相传质阻力系数C l=2/3*k/(1+k)2*d f2/D l，则气相色谱中的速率方程为：

在液相色谱中，涡流扩散项A＝2λd p；

分子扩散项B/u＝2γDm/u；

传质阻力系数包括流动相传质阻力系数Cm和固定相传质阻力系数Cs，则C=Cm+Cs，其中Cm包括流动的流动相中的传质阻力和滞留的流动相中的传质阻力：

；

而固定相传质阻力系数为：

综上，液相色谱中的速率方程为：

4气液色谱中固定液的选择原则是什么？

答：气相色谱中在选择固定液时，应根据不同的分析对象和分析要求进行考虑。

（1）根据"相似相容原则"，若被分离的组分为非极性物质，应选用非极性固定液，组分流出色谱柱的先后次序，一般符合沸点规律，即低沸点的先流出，高沸点的后流出（色散力起作用）。若被分离的组分为极性物质，应选用极性固定液，被分离组分流出色谱柱的先后次序一般符合极性规律，即极性弱的先流出，极性强的后流出（取向力起作用）。若被分离的物质含有极性和非极性的组分，在使用非极性固定液时，极性组分比非极性组分先流出；若使用极性固定液，非极性组分比极性组分先流出。

（2）对能形成氢键的物质，如醇、酸、醚、醛、酮、酚、胺、腈和水的分离，一般选用极性或氢键行固定液，流出顺序取决于组分与固定液分子间形成氢键能力的大小。不易形成氢键的先流出，已形成氢键的后流出。

（3）通常植被填充柱要经过对吸附剂或载体的预处理、固定液涂渍、装填色谱柱、色谱柱老化等步骤。制备开管柱时，先对柱管进行脱活、惰化处理，然后用静态法或动态法进行固定液的涂渍，或用化学键合法涂渍固定液。

5述色谱分离技术在科学研究开发中的应用。

答：色谱是从混合物中分离组分的重要方法之一。色谱技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物，当混合物各组成部分的化学或物理性质十分接近，而其它分离技术很难或根本无法应用时，色谱技术愈加显示出其实际有效的优越性。在消旋体处理、发酵工业中的提纯、蛋白质组学研究中的分离、在食品分析中对含有上百种组分的复杂混合物的分离等诸多方面都有显著应用。