仪器分析考试练习题和答案(5)

仪器分析考试练习题和答案

第15章气相色谱法

【15-1】 热导检测器灵敏度测定的有关数据如下：载气实际体积流速F CO =60mL ·min -1，室温27℃，检测室温度47℃；记录仪灵敏度10mV/25cm ；纸速4.0 cm/min ；衰减8，进液体苯样1.0 μL （苯密度0.88g ·mL -1）；色谱峰峰高12.00 cm ，半峰宽1.00 cm 。计算该热导检测器的灵敏度。

解：1472736084 /min 27273

D CO

T F F mL T +==⨯=+检室 10

84 1.06512 1.008

25975.9 (mV mL/mg)410.88

c S ⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯

【15-2】 氢火焰离于化检测器灵敏度测定：进含苯0.050%的CS 2溶液1.0μL ；苯的色谱峰高为10cm ，半峰宽为0.50mm ；记录纸速为1cm ·min -1；记录仪灵敏度0.20mV ·cm -1；仪器噪声为0.02mV 。求其灵敏度和敏感度(已知苯密度为0.88g ·mL -1)。

解 S m =60A i u 2/u 1*m

=60*1.065*10*0.5*0.2/（1.0*0.05*0.01*0.88*0.001）=1.45*108mv s ·g -1

D m =3N/S=4.14*10-10g ·s -1

【15-3】 在气相色谱分析中，为了测定下列组分，宜选用哪种检测器? （1）农作物中含氯农药的残留量； （2）酒中水的含量； （3）啤酒中微量硫化物；

（4）苯和二甲苯的异构体。

答：（1）农作物中含氯农药的残留量：电子捕获检测器（ECD ）； （2）酒中水的含量：热导池检测器（TCD ）； （3）啤酒中微量硫化物：火焰光度检测器（FPD ）； （4）苯和二甲苯的异构体：氢火焰离子化检测器（FID ）。

【15-4】 以正丁烷-丁二烯为基准，在氧二丙腈和角鲨烷上测得的相对保留值分别为6.24和0.95，试求正丁烷-丁二烯相对保留值为1时，固定液的极性P 。

解：00lg 6.24lg1

100100

100100 2.7lg 6.24lg 0.95

x x s q q P q q --=-=-=--

【15-5】 沸点几乎一样的苯和环己烷用气液色谱不难分离，试拟定一个实验方案，应指出选用的固定液、检测器和流出顺序等。

答：分离苯和环己烷，固定液用中等极性的邻苯二甲酸二辛酯，用氢火焰离子化检测器，由于苯比环己烷易于极化，中等极性的邻苯二甲酸辛二酯能使苯产生诱导偶极矩，二者相互作用使苯在环己烷之后流出。

【15-6】 以邻苯二甲酸二辛酯为固定液，分离下列各混合试样，指出试样中各组分的流出顺序： （1）苯、苯酚、环己烷；

（2）丁二烯、丁烷、丁烯；

（3）乙醇、环己烷、丙酮；

（4）乙酸、乙醇、乙酸乙酯；

（5）苯、乙苯、正丙苯。

答：邻苯二甲酸二辛酯的相对极性级别为+2，弱极性固定夜。上述各化合物的流出顺序为： （1）环己烷、苯、苯酚

（2）丁烷、丁烯、丁二烯

（3）环己烷、丙酮、乙醇

（4）乙酸乙酯、乙醇、乙酸

（5）苯、乙苯、正丙苯

【15-7】 苯和环己烷的相对保留值在阿皮松柱、邻苯二甲酸二辛酯柱、聚乙二醇-400柱和β,β'-氧二丙腈柱上分别为1.0、1.5、3.9、6.3，若将苯和环己烷混合物进行分离，在这四种固定液中选择哪种较合适？为什么？

解：应该选用二甲酸二辛酯柱，因为 1.5 1.1α=>，可以分得开。因为一个理想的分离条件应该是在较短时间内获得较好的分离度。

【15-8】 有1根气液色谱柱柱长2m ，用氦气作载气，以三种不同的流速进行测试，所得结果如下：

计算:

（1）三次不同流速时载气的线速度； （2）三次不同流速时的n 和H ；

（3）解联方程式求出

H A C u =+式中A ，B ，C 三个常数的数值； （4）载气的最佳流速；

（5）载气流速（线速度）应在什么范围之内，才能保持色谱柱效率在90%以上？

（6）某一分离需1100理论塔板数，为了达到此目的，最快的载气流速时多少？用此最快的流速比用最佳流速能节省多少时间？

解：（1）1?

11/11.0R u L t cm s -==⋅

122/ 2.5R u L t cm s -==⋅ 133/40R u L t cm s -==⋅

（2）216/() R b

n t w = /n L H =

1n =1313

1H =1.52mm

2n =1237 2H =1.56mm 3n =1077

3H =1.86mm

（3）H =A+B/U + CU

1.52=A+B/11 + 11C 1.56=A+B/25 + 25C 1.86=A+B/40 +40 C 解得 A= 0.0605 B= 0.68 C=0.0027 （4）最佳线速度u 最佳=(B/C)2 则 u 最佳=15.87cm s

（5）H 最小=A+2(BC)1/2 =0.0605+2(0.68*0.0027)1/2=1.46 柱效达90% 有 H=10/9H

最小 = 10/9*1.46=1.62

H =A+B/U + CU

1.62=0.0605+0.68/U+0.0027U

u=8.7cm ·s -1到29cm ·s -1 （6）当理论塔板数为1100时，n=L/H 则H=2000/1100=1.8mm H =A+B/U + CU

1.8=0.0605+0.68/U+0.0027U 解得 u=38.67cm ·s -1

【15-9】 毛细管气相色谱柱与一般填充柱比较有何特点？ 【15-10】 毛细管柱气相色谱仪与填充柱色谱仪的主要区别何在？

答：毛细管柱气相色谱仪相比填充柱气相色谱仪，其在柱前多一个分流或不分流进样器，柱后增加一个尾吹起路。

第16章高效液相色谱法

【16-1】 从分类原理、仪器构造及应用范围，简述气相色谱及液相色谱的异同点。 答：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。

从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS 等联用。

二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难