色谱学分析复习题

填空：1. 氢火焰离子化检测器和热导池检测器分别属于_质量型_和_温度_型检测器。气相色谱仪的心脏是_色谱柱_。2. 固定液一般是按照_相似相溶_原理选择；在用极性固定液分离极性组分时，分子间作用力主要是_诱导力_，极性愈大，保留时间就愈_长_。3. 固定液通常是高沸点的有机化合物，这主要是为了保证固定液在使用温度下有_较好的热稳定性_，防止_发生不可逆的化学反应_。4. 用于气液色谱的担体主要分为_白色担体_、_红色担体_两类。5. 与填充柱相比，毛细管色谱柱的相比 较大，有利于实现快速分析。但其柱容量_较小_。6. 在HPLC仪中，为了克服流动相流经色谱柱时受到的阻力，要安装_耐高压的六通阀_。7. 气相色谱分析中，载气仅起输送作用；而液相色谱分析中，流动相还要直接参加_实际的分配过程_，要想提高高效液相色谱的柱效，最有效的途径是_使用小粒径填料_。8. 欲分离位置异构体化合物，宜采用的高效液相色谱的分离模式是_梯度洗脱_。9、色谱法中，将填入玻璃管内静止不动的一相称为 固定相 ，自上而下运动的一相称为 流动相 ，装有 固定相 的柱子称为 色谱柱 。10、液相色谱检测器一般可用 紫外可见分光光度检测器 ，荧光检测器 ；气相色谱检测器可用 热导检测器 ，氢火焰离子检测器 ， 电子俘获检测器 等。色谱学分析基础：1、 色谱塔板理论的假设？答、(1) 在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到；(2) 将载气看作成脉动（间歇）过程；(3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4) 每次分配的分配系数相同。(5)所有的物质在开始时全部进入零号塔板2、 色谱定性的方法都有哪些？答、(1) 用保留时间定性(2) 用相对值保留定性(3) 用保留指数定性(4)用化学反应配合色谱定性 (5)用不同类型的检测器定性色谱和各种光谱或波谱联用3、 内标法定量分析时，内标物选择应满足那些条件？答：试样中不含有该物质与被测组分性质比较接近不与试样发生化学反应出峰位置应位于被测组分接近，且无组分峰影响4、 色谱分析中，固定相的选择原则是什么？固定相的选择：气液色谱，应根据“相似相溶”的原则5、 色谱定量分析中为什么要用校正因子？在什么情况下可以不用?答：各种化合物在不同的检测器上都有不同的应答值，所以尽管往色谱仪中注入相同质量的物质，但得到峰面积却不一样，因此峰面积定量时就必须把由色谱仪上得到的峰面积乘上一个系数，得到此成分的质量，在实际分析中，常用某物质做标准，得到一个相对的校正系数，就叫相对校正因子试样中不是所有组分6、 总结色谱法的优点。答：色谱法特点（1）分离效率高（2） 灵敏度高（3） 分析速度快（4） 应用范围广样品用量少分离和测定一次完成易于自动化，可在工业流程中使用7、 色谱流出曲线可解决的问题有哪些？8、 根据你所学知识，填写下表。色谱分析法基本原理应用领域分析对象缺点气相色谱法液相色谱法气相色谱：1. 气相色谱的基本设备包括那几部分,各有什么作用?载气系统去除载气中的水、有机物等杂质进样装置：色谱柱：色谱仪的核心部件检测系统2试以塔极高度H做指标讨论气相色谱操作条件的选择。3. 试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。答：A、涡流扩散项B、纵向扩散项C、传质阻力项4. 为什么可用分辨率R作为色谱柱的总分离效能指标。5. 能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？为什么？6. 对载体和固定液的要求分别是什么?答：载体要求:具有化学惰性好的热稳定性有一定的机械强度有适当的比表面，表面无深沟，以便是固定液成为均匀的薄膜，要有较大的空隙率，以便减小柱压降对固定液的要求：应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。7. 试比较红色担体和白色担体的性能,它们各使用在哪些方面?答；红色担体适宜分析非极性化合物；白色单体适宜分析极性化合物；8. 固定液可分为哪几类？为什么这样划分？如何选择固定液。答：固定液按分子作用力分为不易极化非极性固定液易极化非极性固定液难成氢键的极性固定液受质子的极性固定液按极性分类用典型化合物在固定液上的保留性能来表征固定液的选择原则：“相似相容”原则，固定液和被分离物分子之间的特殊作用力，利用混合物固定液利用协同效应选择固定液9. 色谱定性的依据是什么，主要有哪些定性方法。答;依据：保留时间定性方法：用保留时间定性用相对保留值定性用保留指数定性用化学反应配合色谱定性用不同类型的检测器定性色谱和各种光谱或波谱联用 10假设一个未知油剂样品，请设计一种气象色谱分析方法，并概述分析过程。液相色谱：1、正相HPLC与反相HPLC的主要不同之处什么？各适合分离什么物质？答：正相HPLC是指以亲水性的填料做固定相，以疏水性溶剂或混合物做流动相的液相色谱，主要用于分离 醇类，类脂代化合物、磷脂类化合物，脂肪酸以及其他化合物。反相HPLC是指以强疏水性的填料作固定相，以可以和水混合的有机溶剂做流动相的液相色谱，主要用于分离生物大分子、卤化物和肽及蛋白质，含卢芳烃，小分子的核酸、核苷酸、多环芳烃等；2、何为梯度洗脱？什么情况下采用梯度洗脱？答：梯度洗脱就是有两种（或两种以上）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定程度连续的改变，以改变流动相的配比和极性。适合:大分子样品，相对分子质量大于1000的，尤其是生物样品样品中含有高保留时间的干扰成分，在一次分析中如不把他洗脱出去，就会污染色谱柱，并影响下一次分析。即使在使用等度时也可以使用梯度洗脱选择流动相的比例。3、液相色谱中最常用的检测器是什么检测器，它适合那些物质的检测？答：最常用的是紫外可见分光光度检测器，适合在可见或紫外光区有吸收物质的检测；4、某组分在ODS柱上,以80甲醇作流动相时的保留时间为10min,如果用60甲醇作流动相，组分的保留时间是增加，还是减小？如果将80甲醇换成80异丙醇后，又会怎样变化呢？并请作出解释。5、高效液相色谱法的特点答:特点在于高分离性能、高灵敏度、高分析速度、可以自动化运行6、在一定条件下，两个组分的保留时间分别为和，计算分离度。要达到完全分离，即，所需要的柱长。(已知n=3600)解：分离度：7、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： r n有效 = 16R2 r21 / (r21 1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（块） L有效 = n有效H有效 = 15470.1 = 155 cm 即柱长为米时，两组分可以得到完全分离。 色谱法是一种分离技术，试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。色谱法当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。2、色谱法分类 色 谱：气相色谱GC、液相色谱LC、超临界流体色谱 SFC2.色谱法分类 (1)气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱(2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。(3)其他色谱方法薄层色谱和纸色谱：比较简单的色谱方法凝胶色谱法：测聚合物分子量分布。超临界色谱: CO2流动相。（1）分离效率高复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。（2） 灵敏度高 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。（3） 分析速度快一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400的各种有机或无机试样的分析。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。不足之处：被分离组分的定性较为困难。二、色谱分离过程色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的分离机理不同。 气固(液固)色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。气液(液液)色谱的固定相: 由 担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。气固色谱的分离机理:吸附与脱附的不断重复过程；气液色谱的分离机理：气液(液液)两相间的反复多次分气相色谱仪主要部件1. 载气系统 包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。2. 进样装置进样装置：进样器+气化室； 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；气化室：将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。3. 色谱柱（分离柱）色谱柱：色谱仪的核心部件。柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确定。柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。液-固色谱：固体吸附剂液-液色谱：担体+固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。4. 检测系统色谱仪的眼睛， 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图； 检测器：通用型对所有物质均有响应；专属型对特定物质有高灵敏响应；常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器；5. 温度控制系统温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度； 气化室：保证液体试样瞬间气化； 检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；气固色谱固定相1. 种类(1)活性炭 (2)活性氧化铝 (3)硅胶(4)分子筛(5)高分子多孔微球（GDX系列）气固色谱固定相的特点（1）性能与制备和活化条件有很大关系；（2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果差异较大；（3）种类有限，能分离的对象不多；（4）使用方便。气液色谱固定相 固定液+担体（支持体） ：小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。 固定液特点： 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。1. 作为担体使用的物质应满足的条件 比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、80100目。浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器；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，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID；通用型检测器：对所有物质有响应，热导检测器；专属型检测器：对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；氢火焰离子化检测器特点 简称氢焰检测器 (1) 典型的质量型检测器;(2) 对有机化合物具有很高的灵敏度;(3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应;(4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点;(5) 比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可达10-12gg-1。影响氢焰检测器灵敏度的因素 各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能， N2 : H2 = 1 : 11 : 1.5氢气 : 空气=1 : 10。极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。载气种类的选择载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。在职业病和法庭分析中，经常要测定体液等中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用顶空分析是一种有效、方便、快速的方法。司法部司法鉴定科学技术学院制订了分析水、尿、血中苯类化合物的静态顶空分析方法。5mL青霉素小瓶，取1mL试样（水、尿、血），加入内标物和约1g硫酸铵至饱和，加盖密封，置于80 C的恒温器中30min，取0.6mL顶空的气样色谱分析。色谱柱：2m 2mm；80-100目；固定液 PEG 20M柱温：110 C ，以10 C /min程序升温到110 C。分析血样中的酒精是顶空气相色谱应用最广泛的方法，可检查汽车司机是否酒后驾车。方法：样品平衡温度 50C；平衡时间 30min；色谱柱：30m ；石英毛细管柱； 固定液：聚二甲苯硅氧烷；固体样品（塑料、食品等）的顶空分析。塑料食品包装袋中的甲苯残留量的测定。方法：将塑料食品包装袋剪成30mm10mm装入100mL玻璃注射器，在80C预热20min，用空气稀释为100mL，恒温10min后进样分析。 色谱柱： 500mm 3mm ，填充柱，80-100目； 固定液： 20% 的 PEG 20M； 柱 温：80 C ；最小检测浓度为0.031 mg/m2.高效液相色谱法的特点特点：高压、高效、高速 高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。