仪器分析习题及答案

（2）载体类型 大致可分为硅藻土和非硅藻土两类。硅藻土载 体是目前气相色谱中常用的一种载体，它是由称为硅藻的单 细胞海藻骨架组成，主要成分是二氧化硅和少量无机盐，根 据制造方法不同，又分为:
红载体和白色载体。
红色载体是将硅藻土与粘合剂在900℃煅烧后，破碎过 筛而得，因铁生成氧化铁呈红色，故称红色载体，其特点是 表面孔穴密集、孔径较小、比表面积较大。对强极性化合物 吸附性和催化性较强，如烃类、醇、胺、酸等极性化合物会 因吸附而产生严重拖尾。因此它适宜于分析非极性或弱极性 物质。
2-4 气相色谱固定相及其选择
（一）气液色谱固定相
载体(担体)和固定液 组成气液色谱固定相 1. 载体(担体) （l）对载体的要求 具有足够大的表面积和 良好的 孔穴结构 ，使固定液与试样的接触面较大，能均匀 地分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹 如吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈 化学惰性 ，没有 吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应； 热 稳定性好 ；形状规则，粒度均匀，具有一定 机械强 度。
（ii ）分离极性物质 ：选用极性固定液，试样中各组分按极性 次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。
（iii ）分离非极性和极性混合物 ：一般选用极性固定液，这时 非极性组分先流出，极性组分后流出。
（vi ）分离能形成氢键的试样 ：一般选用极性或氢键型固定液。 试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先后流出， 不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。
白色载体是将硅藻土与20％的碳酸钠（助熔剂）混合煅 烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱， 适 宜于分析各种极性化合物。101，102系列，英国的Celite系 列，英国和美国的Chromosorb系列，美国的Gas－ Chrom A ， CL， P， Q， S， Z系列等，都属这一类。
整保留值?2.1，来衡量。对于填充柱一般要 求?2.1＞1．15；对于毛细管柱，?2.1＞1.08. （5）化学稳定性好。
2）固定液的分类
?
气液色谱可选择的固定液有几百种，
按固定液的极性和化学类型分类。
?
可用固定液的极性和特征常数（罗
氏常数和麦氏常数）表示。
3）固定液的选择
“相似相溶”原则
（i）分离非极性物质 ：一般选用非极性固定液，这时试样中 各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。
（v）复杂的难分离物质 ：可选用两种或两种以上混合固定液。 对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。
2-5. 气相色谱检测器
气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓 度或质量转换成电信号的装置。根据检测原理的不同， 可将其分为 浓度型检测器和质量型检测器 两种：
（l）浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬 间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。 如热导检测器和电子捕获检测器。
)2 1
( 1 ? k )3 k2
测定或计算
k ? KV s Vm
K ?Βιβλιοθήκη Baiducs cm
? ? k2 ? K2
k1 K1
R?
n 4
(
?
? ?
1
)(
1
k ?
k
)
n ? 16 R 2 ( ? )2 ( 1 ? k )2 ? ?1 k
[例2-1]
在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为 85秒和 100秒，要达到完全分离，即R=1.5 。计算需要多少块有效塔 板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？ 解： r21= 100 / 85 = 1.18
k ? ( tr ? t0 ) / t0
分配系数 选择因子 分离度 塔板数
K ? kVm Vs
? ? t r2 ? t 0 t r1 ? t 0
R ? 2( tr 2 ? tr1 ) W1 ? W2
n ? 16 ( tr )2 W
板高
H ?L N
保留 ( 分析 ) 时间
tr
?
16 R 2 H u
? (? ?
Si OH
O
+
Cl Si OH
CH2
Si CH2 Cl
Si
O
CH2
O
Si
+ 2HCl
Si
O
CH 2
常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷（ DMCS），六甲基二硅烷胺（HMDS ） 等。
2．固定液
1）固定液的要求
（l）挥发性小；避免流失 （2）热稳定性好； （3）对试样各组分有适当的溶解能力； （4）选择性好。固定液的选择性可用相对调
（i）酸洗 ：用 3-6mol ·cm -3盐酸浸煮载体、过滤，水 洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机盐， Fe, Al 等金属氧化物。适用于分析酸性物质。
（ii ）碱洗 ：用 5%或10%NaOH 的甲醇溶液回流或浸 泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，用于 分析碱性物质。
(iii) 硅烷化 ：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应， 使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：
符号
t0
， t t r1
r2
t' r1
W1，W2
L
流速 流 (固 )定相体积 流 (固 )定相浓度
F co
Vm ，Vs cm，cs
测定或计算 色谱图
色谱图
t' r1
?
t r1
?
t0
色谱图
直接测量
直接测量
填充制备记录
分析和制备记录
表-2
参数 线速
流动相体积
保留因子
符号 u ? L / t0
V m ? t0 F co
非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高 分子多孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载 体用于极性样品和强腐蚀性物质 HF、Cl2。等分析。 但由于表面非浸润性，其柱效低。
（3）载体的表面处理 硅藻土载体表面不是完全
惰性的，具有活性中心。如硅醇基
OH Si
或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。 因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中 心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。
[ n有效 = 16R2 r21 / (r21 —1) ]2 = 16×1.52 ×(1.18 / 0.18 ) 2
（2）质量型检测器 测量的是载气中某组分进入检测 器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入 检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器和火 焰光度检测器等。
概念、表示方法及计算公式汇总
表-1
参数 死时间 (迁移时间 )，不参 与分配组分 保留时间，组分 1 和 2
调整保留时间，组分 1
峰宽，组分 1 和 2 柱长