2025年色譜考試題及答案

一、單項選擇題（共10題，每題2分）

1.色譜法的基本原理是：

A.物質(zhì)在固定相和流動相之間的分配

B.物質(zhì)在不同溫度下的揮發(fā)

C.物質(zhì)在不同pH值下的溶解度變化

D.物質(zhì)在不同壓力下的狀態(tài)變化

2.在氣相色譜中，常用的檢測器是：

A.紫外檢測器

B.熒光檢測器

C.質(zhì)譜檢測器

D.電化學檢測器

3.高效液相色譜(HPLC)與氣相色譜(GC)的主要區(qū)別在于：

A.檢測器類型不同

B.流動相狀態(tài)不同

C.固定相材料不同

D.分離原理不同

4.在色譜分析中，理論塔板數(shù)越高，表明：

A.分離效果越好

B.分離效果越差

C.分析速度越快

D.樣品用量越大

5.反相色譜中，固定相通常是：

A.極性固定相

B.非極性固定相

C.離子交換固定相

D.體積排阻固定相

6.色譜柱的長度增加，會導致：

A.保留時間增加

B.保留時間減少

C.分離度降低

D.理論塔板數(shù)減少

7.在高效液相色譜中，常用的流動相是：

A.惰性氣體

B.有機溶劑和水

C.熔融鹽

D.金屬離子溶液

8.氣相色譜中，載氣的主要作用是：

A.溶解樣品

B.傳遞樣品

C.分離樣品

D.檢測樣品

9.在色譜分析中，調(diào)整保留時間是指：

A.從進樣到色譜峰頂?shù)臅r間

B.從進樣到色譜峰開始的時間

C.死時間與保留時間的差值

D.兩個相鄰色譜峰之間的時間差

10.色譜法中，分配系數(shù)是指：

A.組分在固定相中的濃度與在流動相中的濃度之比

B.組分在流動相中的濃度與在固定相中的濃度之比

C.組分在固定相中的質(zhì)量與在流動相中的質(zhì)量之比

D.組分在流動相中的質(zhì)量與在固定相中的質(zhì)量之比

二、判斷題（共5題，每題2分）

1.在氣相色譜中，樣品必須具有揮發(fā)性才能進行分析。

2.高效液相色譜的分離效率通常高于氣相色譜。

3.色譜柱的溫度越高，分離效果越好。

4.在色譜分析中，流動相的流速越快，分離效果越好。

5.色譜法可以用于定量分析和定性分析。

三、多項選擇題（共2題，每題2分）

1.下列哪些因素會影響色譜分離效果？

A.色譜柱類型

B.流動相組成

C.柱溫

D.流速

E.樣品濃度

2.下列哪些檢測器可用于高效液相色譜？

A.紫外-可見檢測器

B.熒光檢測器

C.質(zhì)譜檢測器

D.火焰離子化檢測器

E.電化學檢測器

四、填空題（共5題，每題2分）

1.色譜法的基本原理是利用混合物中各組分在________和________之間的分配系數(shù)差異進行分離。

2.在氣相色譜中，常用的載氣有________、________和氮氣等。

3.高效液相色譜中，常用的固定相類型有________、________和離子交換固定相等。

4.色譜柱的理論塔板數(shù)計算公式為N=16×(________/W)2，其中W為色譜峰的________。

5.在色譜分析中，分離度R的計算公式為R=2×(tR2-tR1)/(W1+W2)，其中tR代表________，W代表________。

五、簡答題（共2題，每題5分）

1.簡述氣相色譜和高效液相色譜的主要區(qū)別及其適用范圍。

2.解釋色譜分析中"塔板理論"的基本概念及其在實際分析中的應用。

答案及解析

一、單項選擇題答案及解析

1.答案：A

解析：色譜法的基本原理是混合物中各組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)不同，導致它們在兩相中遷移速度不同，從而實現(xiàn)分離。選項B、C、D描述的是其他分離技術(shù)或影響因素，不是色譜法的基本原理。

2.答案：C

解析：氣相色譜中常用的檢測器包括火焰離子化檢測器(FID)、熱導檢測器(TCD)、電子捕獲檢測器(ECD)和質(zhì)譜檢測器(MS)等。紫外檢測器和熒光檢測器主要用于液相色譜，電化學檢測器則在特定類型的液相色譜中使用。

3.答案：B

解析：高效液相色譜(HPLC)與氣相色譜(GC)的主要區(qū)別在于流動相的狀態(tài)不同。HPLC使用液體作為流動相，而GC使用氣體作為流動相。雖然檢測器類型、固定相材料和分離原理也有差異，但流動相狀態(tài)是最根本的區(qū)別。

4.答案：A

解析：在色譜分析中，理論塔板數(shù)是衡量色譜柱分離效率的指標。理論塔板數(shù)越高，表明色譜柱的分離效果越好，色譜峰越窄，分離度越高。分析速度和樣品用量與理論塔板數(shù)沒有直接關(guān)系。

5.答案：B

解析：在反相色譜中，固定相是非極性的(如C18、C8等)，而流動相是極性的(通常是水與有機溶劑的混合物)。這與正相色譜相反，正相色譜中使用極性固定相和非極性流動相。

6.答案：A

解析：色譜柱的長度增加會導致樣品在柱中停留時間增加，因此保留時間增加。同時，較長的色譜柱通常有更多的理論塔板數(shù)，可以提高分離度，但不會降低分離度或減少理論塔板數(shù)。

7.答案：B

解析：高效液相色譜(HPLC)常用的流動相是極性溶劑，如水、甲醇、乙腈等，以及它們的混合物。惰性氣體是氣相色譜的流動相，熔融鹽和金屬離子溶液在特定類型的色譜分析中使用，但不是HPLC的常規(guī)流動相。

8.答案：B

解析：在氣相色譜中，載氣是一種惰性氣體(如氦氣、氫氣、氮氣等)，其主要作用是攜帶樣品通過色譜柱，實現(xiàn)樣品的分離和傳輸。載氣不溶解樣品，也不直接參與分離過程，而是作為樣品的載體。

9.答案：C

解析：在色譜分析中，調(diào)整保留時間是指扣除死時間后的保留時間，即組分在固定相中實際停留的時間。它是從進樣到色譜峰頂?shù)臅r間減去死時間，或者說是組分在固定相中的保留時間。

10.答案：A

解析：色譜法中，分配系數(shù)是指組分在固定相中的濃度與在流動相中的濃度之比，是描述組分在兩相中分配行為的重要參數(shù)。分配系數(shù)越大，組分在固定相中的保留時間越長。

二、判斷題答案及解析

1.答案：正確

解析：氣相色譜分析要求樣品具有揮發(fā)性，因為氣相色譜使用氣體作為流動相，樣品必須能夠氣化才能進行分析。對于非揮發(fā)性或熱不穩(wěn)定的樣品，通常需要采用衍生化處理或使用液相色譜進行分析。

2.答案：錯誤

解析：實際上，氣相色譜的分離效率通常高于高效液相色譜。這是因為氣相色譜中使用的氣相擴散系數(shù)比液相大，使得組分在氣相色譜中的傳質(zhì)阻力較小，理論塔板數(shù)更高，分離效率更好。液相色譜的優(yōu)勢在于可以分析非揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定的樣品。

3.答案：錯誤

解析：色譜柱的溫度對分離效果有復雜影響，并非越高越好。適當提高溫度可以降低流動相粘度，提高傳質(zhì)效率，縮短分析時間，但過高的溫度可能導致樣品分解、固定相流失，降低分離效果。最佳溫度需要根據(jù)具體樣品和分析目標進行優(yōu)化。

4.答案：錯誤

解析：在色譜分析中，流動相的流速過快會導致樣品在固定相中的平衡時間不足，降低分離效果；流速過慢則會延長分析時間，增加峰展寬。最佳流速需要根據(jù)色譜柱的特性和分離目標進行優(yōu)化，通常在范第姆特曲線的最低點附近。

5.答案：正確

解析：色譜法既可以用于定性分析，也可以用于定量分析。定性分析通?；诒Ａ魰r間、保留指數(shù)等參數(shù)；定量分析則基于色譜峰的面積或高度，通過標準曲線法、內(nèi)標法或外標法等方法進行。

三、多項選擇題答案及解析

1.答案：A、B、C、D、E

解析：色譜分離效果受多種因素影響：(1)色譜柱類型和特性，如固定相性質(zhì)、柱長、內(nèi)徑等；(2)流動相組成和性質(zhì)，如極性、pH值、添加劑等；(3)柱溫，影響分配系數(shù)和擴散系數(shù)；(4)流速，影響傳質(zhì)動力學；(5)樣品濃度，過高可能導致柱過載和峰形變差。所有列出的因素都會對色譜分離效果產(chǎn)生影響。

2.答案：A、B、C、E

解析：高效液相色譜中常用的檢測器包括：(1)紫外-可見檢測器，適用于有紫外吸收的化合物；(2)熒光檢測器，適用于能產(chǎn)生熒光或可被衍生化為熒光的化合物；(3)質(zhì)譜檢測器，提供結(jié)構(gòu)信息和高靈敏度；(4)電化學檢測器，適用于電活性化合物。火焰離子化檢測器(FID)主要用于氣相色譜，不適用于液相色譜。

四、填空題答案及解析

1.答案：固定相；流動相

解析：色譜法的基本原理是利用混合物中各組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)差異進行分離。當流動相攜帶樣品通過固定相時，不同組分在兩相間分配行為不同，導致它們在柱中的遷移速度不同，從而實現(xiàn)分離。

2.答案：氦氣；氫氣

解析：在氣相色譜中，常用的載氣有氦氣、氫氣和氮氣等。選擇載氣時需考慮其安全性、成本、檢測器兼容性和分離效率等因素。氦氣因其惰性和良好的分離性能常用于高精度分析；氫氣可提高分離效率但有安全隱患；氮氣成本低但分離效率較低。

3.答案：反相固定相；正相固定相

解析：高效液相色譜中，常用的固定相類型有反相固定相(如C18、C8等非極性固定相)、正相固定相(如硅膠等極性固定相)和離子交換固定相等。不同類型的固定相適用于分離不同性質(zhì)的化合物，選擇合適的固定相是獲得良好分離效果的關(guān)鍵。

4.答案：tR；峰寬

解析：色譜柱的理論塔板數(shù)計算公式為N=16×(tR/W)2，其中tR為保留時間，W為色譜峰的峰寬(通常以峰高處的寬度表示)。理論塔板數(shù)是衡量色譜柱分離效率的重要參數(shù)，數(shù)值越大表示柱效越高，分離效果越好。

5.答案：保留時間；峰寬

解析：在色譜分析中，分離度R的計算公式為R=2×(tR2-tR1)/(W1+W2)，其中tR代表保留時間，W代表峰寬。分離度是衡量兩個相鄰色譜峰分離程度的指標，R≥1.5表示兩峰完全分離。分離度受柱效、選擇性和容量因子等因素影響。

五、簡答題答案及解析

1.答案：

氣相色譜(GC)和高效液相色譜(HPLC)的主要區(qū)別：

(1)流動相狀態(tài)不同：GC使用氣體作為流動相，HPLC使用液體作為流動相。

(2)樣品要求不同：GC要求樣品具有揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性，HPLC可分析非揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定的樣品。

(3)分離機制不同：GC主要基于組分在氣-液兩相間的分配，HPLC則包括分配、吸附、離子交換、體積排阻等多種機制。

(4)適用范圍不同：GC適用于揮發(fā)性化合物的分析，如石油化工、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域；HPLC適用于生物大分子、離子型化合物、熱不穩(wěn)定化合物等，如藥物分析、生物化學、食品分析等領(lǐng)域。

解析：氣相色譜和高效液相色譜是兩種最常用的色譜技術(shù)，它們各有優(yōu)勢和適用范圍。GC具有高分離效率、高靈敏度和快速分析的特點，但受樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性限制；HPLC適用范圍廣，可分析各種類型的化合物，但通常分析時間較長，柱效相對較低。選擇哪種技術(shù)取決于樣品的性質(zhì)和分析目標。

2.答案：

塔板理論是由Martin和Synge提出的色譜理論模型，將色譜柱比擬為一系列理論塔板，每個塔板內(nèi)組分在兩相間達到平衡。

基本概念：

(1)色譜柱由N個理論塔板組成，每個塔板高度為H(理論塔板高度)。

(2)組分在每個塔板內(nèi)分配平衡，然后隨流動相向前移動。

(3)不同組分因分配系數(shù)不同，在柱中遷移速度不同，從而實現(xiàn)分離。

在實際分析中的應用：

(1)評價色譜柱性能：理論塔板數(shù)N=16×(tR/W)2是衡量色譜柱