本文格式為Word版，下載可任意編輯——大學分析化學習題課后答案色譜法習題

一、選擇題

1.在色譜分析中,用于定性分析的參數(shù)是()A.保存值B.峰面積C.分開度D.半峰寬

2.在色譜分析中,用于定量分析的參數(shù)是()A.保存時間B.保存體積C.半峰寬D.峰面積

3.良好的氣-液色譜固定液為()A.蒸氣壓低、穩(wěn)定性好B.化學性質(zhì)穩(wěn)定C.溶解度大,對相鄰兩組分有一定的分開能力D.(1)、(2)和(3)

4.在氣-液色譜分析中,良好的載體為()A.粒度適合、均勻,表面積大(2)表面沒有吸附中心和催化中心C.化學惰性、熱穩(wěn)定性好,有一定的機械強度D.(1)、(2)和(3)

5.試指出以下說法中,哪一個不正確?氣相色譜法常用的載氣是()A.氫氣B.氮氣C.氧氣D.氦氣

6.在液相色譜中，范第姆特方程中的哪一項對柱效的影響可以忽略（）A.渦流擴散項B.分子擴散項

C.滾動區(qū)域的滾動相傳質(zhì)阻力D.中止區(qū)域的滾動相傳質(zhì)阻力

7.使用熱導池檢測器時,應選用以下哪種氣體作載氣,其效果最好？()A.H2B.HeC.ArD.N2

8.熱導池檢測器是一種()A.濃度型檢測器B.質(zhì)量型檢測器C.只對含碳、氫的有機化合物有響應的檢測器D.只對含硫、磷化合物有響應的檢測器

9.使用氫火焰離子化檢測器,選用以下哪種氣體作載氣最適合？()A.H2B.HeC.ArD.N2

10.含氯農(nóng)藥的檢測使用哪種色譜檢測器為最正確？()A.火焰離子化檢測器B.熱導檢測器C.電子捕獲檢測器D.火焰光度檢測器11.某色譜柱長1m時，其分開度為1.0，問要實現(xiàn)完全分開（R=1.5），色譜柱至少應為多長：A.1.5mB.2.25mC.3mD.4.5m12.氣相色譜檢測器中，通用型檢測器是：

A.熱導池檢測器B.氫火焰離子化檢測器C.火焰光度檢測器D.差示折光檢測器13.使用熱導池檢測器時,以下操作哪種是正確的：

Ａ.先開載氣,后開橋電流,先關載氣,后關橋電流B.先開橋電流,后開載氣,先關載氣,后關橋電流C.先開載氣,后開橋電流,先關橋電流,后關載氣D.先開橋電流,后開載氣,先關橋電流,后關載氣14.以下哪種方法不適用于分析試樣中鉛、鎘等金屬離子的含量

A.氣相色譜法B.原子吸收分光光度法

C.可見分光光度法D.伏安法15.分析農(nóng)藥殘留，可以選用以下哪種方法：

A.電位分析法B.原子吸收光譜法

C.原子發(fā)射光譜法D.氣相色譜法16.載體填充的均勻程度主要影響（）

A.渦流擴散B分子擴散C.氣象傳質(zhì)阻力D.液相傳質(zhì)阻力17.在色譜分析中，柱長從1m增加到4m，其它條件不變，則分開度增加()A.4倍B.1倍C.2倍D.10倍

18.試指出下述說法中,哪一種是錯誤的?()A.根據(jù)色譜峰的保存時間可以進行定性分析B.根據(jù)色譜峰的面積可以進行定量分析

C.色譜圖上峰的個數(shù)一定等于試樣中的組分數(shù)D.色譜峰的區(qū)域?qū)挾缺磉_了組分在柱中的運動狀況

19.色譜體系的最小檢測量是指恰能產(chǎn)生與噪聲相鑒別的信號時()A進入單獨一個檢測器的最小物質(zhì)量B進入色譜柱的最小物質(zhì)量

C組分在氣相中的最小物質(zhì)量D組分在液相中的最小物質(zhì)量

20．柱效率用理論塔板數(shù)n或理論塔板高度h表示，柱效率越高，則:A.n越大，h越??；B.n越小,h越大;C.n越大,h越大；D.n越小,h越?。?1．．假使試樣中組分的沸點范圍很寬，分開不理想，可采取的措施為:A.選擇適合的固定相；B.采用最正確載氣線速；C.程序升溫；D.降低柱溫22．要使相對保存值增加，可以采取的措施是:

A.采用最正確線速；B.采用高選擇性固定相；C.采用細顆粒載體；D.減少柱外效應二、填空題

1.色譜分析中，根據(jù)進行定性分析，根據(jù)進行定量分析。2.用來解釋色譜分開過程的基本理論有和。3.1956年范德姆特提出______________理論方程。其方程簡式表示為________________。4.常用的質(zhì)量型檢測器有____________________________________________________。5.應用“相像相溶〞原理選擇固定液，分開非極性物質(zhì)，一般選用固定液，尋常是組分先流卓越譜柱，組分后流卓越譜柱。6.在色譜分析中，可作為總分開效能指標的是。

7.范弟姆特方程式H=A+B/u+Cu，其中A是，B/u是，Cu是。

8.在氣相色譜分析中，常用的檢測器有、、和等。

9．在一定操作條件下，組分在固定相和滾動相之間的分派達到平衡時的濃度比，稱為___________。

10．為了描述色譜柱效能的指標，人們采用了_________理論。

11．范弟姆特方程式H=A+B/u+Cu，在線速度較低時，____項是引起色譜峰擴展的主要因素，此時宜采用相對分子量___的氣體作載氣，以提高柱效。

12．不被固定相吸附或溶解的氣體(如空氣、甲烷),從進樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需的時間稱為__________。

13．氣相色譜分析的基本過程是往氣化室進樣，氣化的試樣經(jīng)_____________分開，然后各組分依次流經(jīng)_______________,它將各組分的物理或化學性質(zhì)的變化轉(zhuǎn)換成電量變化輸給記錄儀，描繪成色譜圖。

14．在一定的溫度和壓力下，組分在固定相和滾動相之間的分派達到的平衡，隨柱溫柱壓變化，而與固定相及滾動相體積無關的是____________。假使既隨柱溫、柱壓變化、又隨固定相和滾動相的體積而變化，則是_____________。

15．描述色譜柱效能的指標是___________，柱的總分開效能指標是__________。16．氣相色譜的濃度型檢測器有，；質(zhì)量型檢測器有，；其中TCD使用氣體時靈敏度較高；FID對的測定靈敏度較高；ECD只對有響應。

17．氣相色譜的儀器一般由、、、、和組成

18．分派比又叫或，是指。

三、正誤判斷

1．試樣中各組分能夠被相互分開的基礎是各組分具有不同的熱導系數(shù)。（）2．組分的分派系數(shù)越大，表示其保存時間越長。（）3．熱導檢測器屬于質(zhì)量型檢測器，檢測靈敏度與橋電流的三次方成正比。（）4．速率理論給出了影響柱效的因素及提高柱效的途徑。（）5．在載氣流速比較高時，分子擴散成為影響柱效的主要因素。（）6．某試樣的色譜圖上出現(xiàn)三個色譜峰，該試樣中最多有三個組分。（）7．分析混合烷烴試樣時，可選擇極性固定相，按沸點大小順序出峰。（）8．組分在滾動相和固定相兩相間分派系數(shù)的不同及兩相的相對運動構成了色譜分開的基礎。（）9．氣液色譜分開機理是基于組分在兩相間反復屢屢的吸附與脫附，氣固色譜分開是基于組分在兩相間反復屢屢的分派。（）

10．可作為氣固色譜固定相的擔體必需是能耐壓的球形實心物質(zhì)。（）11．檢測器性能好壞將對組分分開度產(chǎn)生直接影響。（）12．氣液色譜固定液尋常是在使用溫度下具有較高熱穩(wěn)定性的大分子有機化合物。（）13．根據(jù)速率理論，提高柱效的途徑有降低固定相粒度、增加固定液液膜厚度。（）14．柱效隨載氣流速的增加而增加。（）15．速率理論方程式的一階導數(shù)等于零時的流速為最正確流速。（）16．氫氣具有較大的熱導系數(shù)，作為氣相色譜的載氣，具有較高的檢測靈敏度，但其分子質(zhì)量較小也使速率理論中的分子擴散項增大，使柱效降低。（）17．根據(jù)速率理論，毛細管色譜高柱效的原因之一是由于渦流擴散項A=0。（）18．色譜的塔板理論提出了衡量色譜柱效能的指標，速率理論則指出了影響柱效的因素。（）

19．將玻璃毛細管色譜柱制作成異形柱（如梅花形）要比尋常的圓形柱具有更高的柱效。（）

20．控制載氣流速是調(diào)理分開度的重要手段，降低載氣流速，柱效增加，當載氣流速降到最小時，柱效最高，但分析時間較長。（）21．有人測試色譜柱效時，發(fā)現(xiàn)增加載氣流速，柱效下降，減小載氣流速，柱效增加，故得出結(jié)論：柱效與載氣流速成反比。（）22．當用苯測定某分開柱的柱效能時，結(jié)果說明該柱有很高的柱效，用其分開混合醇試樣時，一定能分開完全。（）28．當用一支極性色譜柱分開某烴類混合物時，經(jīng)屢屢重復分析，所得色譜圖上均顯示只有3個色譜峰，結(jié)論是該試樣只含有3個組分。（）23．采用色譜歸一化法定量的前提條件是試樣中所有組分全部出峰。（）24．色譜內(nèi)標法對進樣量和進樣重復性沒有要求，但要求選擇適合的內(nèi)標物和確鑿配制試樣。（）25．色譜外標法的確鑿性較高，但前提是儀器穩(wěn)定性高和操作重復性好。（）26．FID檢測器對所有的化合物均有響應，故屬于廣譜型檢測器。（）27．電子俘獲檢測器對含有S,P元素的化合物具有很高的靈敏度。（）28．毛細管氣相色譜分開繁雜試樣時，尋常采用程序升溫的方法來改善分開效果。（）29．毛細管色譜的色譜柱前需要采取分流裝置是由于毛細管色譜柱對試樣負載量很??；柱后采用“尾吹〞裝置是由于柱后流出物的流速太慢。（）

四、簡答題

1．簡要說明氣相色譜分析的基本原理

2．氣相色譜儀的基本設備包括哪幾部分?各有什么作用?3．當以下參數(shù)改變時：

(1)柱長縮短，(2)固定相改變，(3)滾動相流速增加，(4)相比減少是否會引起分派系數(shù)的改變?為什么?4．當以下參數(shù)改變時：

(1)柱長增加，(2)固定相量增加，(3)滾動相流速減小，(4)相比增大是否會引起分派比的變化?為什么?

5．試以塔板高度H做指標,探討氣相色譜操作條件的選擇.

6．試述速率方程中A,B,C三項的物理意義.H-u曲線有何用途?曲線的形狀主要受那些因素的影響?

7．當下述參數(shù)改變時：(1)增大分派比，(2)滾動相速度增加，(3)減小相比，(4)提高柱溫，是否會使色譜峰變窄?為什么?

8．為什么可用分開度R作為色譜柱的總分開效能指標?9．能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分開的可能性?為什么?

10．試述色譜分開基本方程式的含義,它對色譜分開有什么指導意義?11．對擔體和固定液的要求分別是什么?

12．有哪些常用的色譜定量方法?試比較它們的優(yōu)缺點和使用范圍?

13．試述熱導池檢測器的工作原理。有哪些因素影響熱導池檢測器的靈敏度？14．試述氫焰電離檢測器的工作原理。如何考慮其操作條件？15．色譜定性的依據(jù)是什么?主要有那些定性方法?16．何謂保存指數(shù)?應用保存指數(shù)作定性指標有什么優(yōu)點?

參考答案：一、選擇題

（1-5）A、D、D、D、C、（6-10）B、A、A、（CD）、C（11-15）B、A、C、A、D（16-20）A、C、C、A、A（21-22）C、B

二、填空題

1.峰的位置峰高或峰的面積2.塔板理論速率理論3.速率理論H=A+B/u+Cu4.FID，F(xiàn)PD

5.非極性低沸點高沸點6.分開度

7.渦流擴散系數(shù)、分子擴散項系數(shù)、傳質(zhì)阻力項系數(shù)8．TCD，ECD；FID，F(xiàn)PD；9．分派系數(shù)10.塔板理論11．分子擴散，大12．死時間13．色譜柱檢測器14．分派系數(shù)，容量因子15．理論塔板數(shù)，分開度

16．TCD，ECD；FID，F(xiàn)PD；氫氣或者氦氣；大多有機物；有電負性的物質(zhì)。17．氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分開系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、檢測和記錄系統(tǒng)。

18．容量因子，容量比，在一定溫度和壓力下當兩相間達到分派平衡時，被分析組分在固定相和滾動相中質(zhì)量比。三、正誤判斷

(1~5)?、?、?、?、?、(6~10)?、?、?、?、?、(11~15)?、?、?、?、?、(16~20)?、?、?、?、?、(21~25)?、?、?、?、?、(26~29)?、?、?、?四、簡答題

1．簡要說明氣相色譜分析的基本原理

答：借在兩相間分派原理而使混合物中各組分分開。

氣相色譜就是根據(jù)組分與固定相與滾動相的作用力不同而實現(xiàn)分開。組分在固定相與滾動相之間不斷進行溶解、揮發(fā)（氣液色譜），或吸附、解吸過程而相互分開，然后進入檢測器進行檢測。

2．氣相色譜儀的基本設備包括哪幾部分?各有什么作用?

答：氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分開系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)．氣相色譜儀具有一個讓載氣連續(xù)運行的管路密閉的氣路系統(tǒng)．

進樣系統(tǒng)包括進樣裝置和氣化室．其作用是將液體或固體試樣，在進入色譜柱前瞬間氣化，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中．3．當以下參數(shù)改變時：

(1)柱長縮短，(2)固定相改變，(3)滾動相流速增加，(4)相比減少是否會引起分派系數(shù)的改變?為什么?

答：固定相改變會引起分派系數(shù)的改變,由于分派系數(shù)只于組分的性質(zhì)及固定相與滾動相的性質(zhì)有關.

所以：（1）柱長縮短不會引起分派系數(shù)改變

（2）固定相改變會引起分派系數(shù)改變（3）滾動相流速增加不會引起分派系數(shù)改變（4）相比減少不會引起分派系數(shù)改變4．當以下參數(shù)改變時：

(1)柱長增加，(2)固定相量增加，(3)滾動相流速減小，(4)相比增大是否會引起分派比的變化?為什么?

答：k=K/?，而??VM/VS，分派比除了與組分、兩相的性質(zhì)、柱溫、柱壓有關外，還與相比有關，而與滾動相流速、柱長無關。故：?不變化，?增加，?不改變，?減小。

5．試以塔板高度H做指標,探討氣相色譜操作條件的選擇.

答：提醒：主要從速率理論(vanDeemerequation)來解釋，同時考慮流速的影響，選擇最正確載氣流速。

（1）選擇滾動相最正確流速。

（2）當流速較小時，可以選擇相對分子質(zhì)量較大的載氣（如N2,Ar)，而當流速較大時，應選中擇相對分子質(zhì)量較小的載氣（如H2,He),同時還應當考慮載氣對不同檢測器的適應性。（3）柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，以免引起固定液的揮發(fā)流失。在使最難分開組分能盡可能好的分開的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保存時間適合，峰形不拖尾為度。

（4）固定液用量：擔體表面積越大，固定液用量可以越高，允許的進樣量也越多，但為了改善液相傳質(zhì)，應使固定液膜薄一些。

（5）對擔體的要求：擔體表面積要大，表面和孔徑均勻。粒度要求均勻、細?。ǖ灰诉^小以免使傳質(zhì)阻力過大）

（6）進樣速度要快，進樣量要少，一般液體試樣0.1~5uL,氣體試樣0.1~10mL.（7）氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫30-70℃。

6．試述速率方程中A,B,C三項的物理意義.H-u曲線有何用途?曲線的形狀主要受那些因素的影響?

答：A稱為渦流擴散項,B為分子擴散項，C為傳質(zhì)阻力項。下面分別探討各項的意義：

(1)渦流擴散項A氣體碰見填充物顆粒時，不斷地改變滾動方向，使試樣組分在氣相中形成類似“渦流〞的滾動，因而引起色譜的擴張。由于A=2λdp，說明A與填充物的平均顆粒直徑dp的大小和填充的不均勻性λ有關，而與載氣性質(zhì)、線速度和組分無關，因此使用適當細粒度和顆粒均勻的擔體，并盡量填充均勻，是減少渦流擴散，提高柱效的有效途徑。

(2)分子擴散項B/u由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以“塞子〞的形式存在于柱的很小一段空間中，在“塞子〞的前后(縱向)存在著濃差而形成濃度梯度，因此使運動著的分子產(chǎn)生縱向擴散。而B=2rDg

r是因載體填充在柱內(nèi)而引起氣體擴散路徑彎曲的因數(shù)(彎曲因子)，Dg為組分在氣相中的擴散系數(shù)。分子擴散項與Dg的大小成正比，而Dg與組分及載氣的性質(zhì)有關：相對分子質(zhì)量大的組分，其Dg小,反比于載氣密度的平方根或載氣相對分子質(zhì)量的平方根，所以采用相對分子質(zhì)量較大的載氣(如氮氣)，可使B項降低，Dg隨柱溫增高而增加，但反比于柱壓。彎曲因子r為與填充物有關的因素。

(3)傳質(zhì)項系數(shù)CuC包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)C1兩項。所謂氣相傳質(zhì)過程是指試樣組分從移動到相表面的過程，在這一過程中試樣組分將在兩相間進行質(zhì)量交換，即進行濃度分派。這種過程若進行緩慢，表示氣相傳質(zhì)阻力大，就引起色譜峰擴張。對于填充柱：液相傳質(zhì)過程是指試樣組分從固定相的氣液界面移動到液相內(nèi)部，并發(fā)生質(zhì)量交換，達到分派平衡，然后以返回氣液界面的傳質(zhì)過程。這個過程也需要一定時間，在此時間，組分的其它分子仍隨載氣不斷地向柱口運動，這也造成峰形的擴張。對于填充柱，氣相傳質(zhì)項數(shù)值小，可以忽略。

由上述探討可見，范弟姆特方程式對于分開條件的選擇具有指導意義。它可以說明，填充均勻程度、擔體粒度、載氣種類、載氣流速、柱溫、固定相液膜厚度等對柱效、峰擴張的影響。

用在不同流速下的塔板高度H對流速u作圖，得H-u曲線圖。在曲線的最低點，塔板高度H最?。℉最?。?。此時柱效最高。該點所對應的流速即為最正確流速u最正確，即H最小可由速率方程微分求得：則：所以：

當流速較小時，分子擴散（B項）就成為色譜峰擴張的主要因素，此時應采用相對分子質(zhì)量較大的載氣（N2，Ar），使組分在載氣中有較小的擴散系數(shù)。而當流速較大時，傳質(zhì)項（C項）為控制因素，宜采用相對分子質(zhì)量較小的載氣（H2，He），此時組分在載氣中有較大的擴散系數(shù)，可減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。

7．當下述參數(shù)改變時：(1)增大分派比，(2)滾動相速度增加，(3)減小相比，(4)提高柱溫，是否會使色譜峰變窄?為什么?

答：(1)保存時間延長,峰形變寬(2)保存時間縮短,峰形變窄(3)保存時間延長,峰形變寬

(4)保存時間縮短,峰形變窄

8．為什么可用分開度R作為色譜柱的總分開效能指標?

答：分開度同時表達了選擇性與柱效能，即熱力學因素和動力學因素，將實現(xiàn)分開的可能性和現(xiàn)實性結(jié)合起來。

9．能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分開的可能性?為什么?

答：不能，有效塔板數(shù)僅表示柱效能的高低，柱分開能力發(fā)揮程度的標志，而分開的可能性取決于組分在固定相和滾動相之間分派系數(shù)的差異。

10．試述色譜分開基本方程式的含義,它對色譜分開有什么指導意義?答:色譜分開基本方程式如下:

它說明分開度隨體系的熱力學性質(zhì)(?和??的變化而變化,同時與色譜柱條件(n改變)有關>(1)當體系的熱力學性質(zhì)一定時(即組分和兩相性質(zhì)確定),分開度與n的平方根成正比,對于選擇柱長有一定的指導意義,增加柱長可改進分開度,但過分增加柱長會顯著增長保存時間,引起色譜峰擴張.同時選擇性能優(yōu)良的色譜柱并對色譜條件進行優(yōu)化也可以增加n,提高分開度.

(2)方程式說明,k值增大也對分開有利,但k值太大會延長分開時間,增加分析成本.(3)提高柱選擇性??可以提高分開度分開效果越好因此可以通過選擇適合的固定相增大不同組分的分派系數(shù)差異從而實現(xiàn)分開11．對擔體和固定液的要求分別是什么?答：對擔體的要求；

(1)表面化學惰性,即表面沒有吸附性或吸附性很弱,更不能與被測物質(zhì)起化學反應.(2)多孔性,即表面積大,使固定液與試樣的接觸面積較大.(3)熱穩(wěn)定性高,有一定的機械強度,不易破碎.

(4)對擔體粒度的要求,要均勻、細小，從而有利于提高柱效。但粒度過小，會使柱壓降低，對操作不利。一般選擇40-60目，60-80目及80-100目等。對固定液的要求:

(1)揮發(fā)性小,在操作條件下有較低的蒸氣壓,以避免流失

(2)熱穩(wěn)定性好,在操作條件下不發(fā)生分解,同時在操作溫度下為液體.

(3)對試樣各組分有適當?shù)娜芙饽芰?否則,樣品簡單被載氣帶走而起不到分派作用.(4)具有較高的選擇性,即對沸點一致或相近的不同物質(zhì)有盡可能高的分開能力.

(5)化學穩(wěn)定性好,不與被測物質(zhì)起化學反應.擔體的表面積越大,固定液的含量可以越高.

12．有哪些常用的色譜定量方法?試比較它們的優(yōu)缺點和使用范圍?

（1）外標法外標法是色譜定量分析中較簡易的方法．該法是將欲測組份的純物質(zhì)配制成不同濃度的標準溶液。使?jié)舛扰c待測組份相近。然后取固定量的上述溶液進行色譜分析．得到標準樣品的對應色譜團，以峰高或峰面積對濃度作圖．這些數(shù)據(jù)應是個通過原點的直線．分析樣品時，在上述完全一致的色譜條件下，取制作標準曲線時同樣量的試樣分析、測得該試樣的響應訊號后．由標誰曲線即可查出其百分含量．

此法的優(yōu)點是操作簡單，因而適用于工廠控制分析和自動分析；但結(jié)果的確鑿度取決于進樣量的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性．

（2）內(nèi)標法當只需測定試樣中某幾個組份．或試樣中所有組份不可能全部出峰時，可采用內(nèi)標法．具體做法是：確鑿稱取樣品，參與一定量某種純物質(zhì)作為內(nèi)標物，然后進行色譜分析．根據(jù)被測物和內(nèi)標物在色譜圖上相應的峰面積(或峰高))和相對校正因子．求出某組分的含量．

內(nèi)標法是通過測量內(nèi)標物與欲測組份的峰面積的相對值來進行計算的，因而可以在—定程度上消除操作條件等的變化所引起的誤差．

內(nèi)標法的要求是：內(nèi)標物必需是待測試樣中不存在的；內(nèi)標峰應與試樣峰分開，并盡量接近欲分析的組份．

內(nèi)標法的缺點是在試樣中增加了一個內(nèi)標物，往往會對