色谱分析第一次作业答案

低流速区：B/ｕ大，分子扩散项占主导，此时通常选择大分子载气（如N2和Ar），减小纵向扩散项，提高柱效；

高流速区：Cｕ大，传质阻力项占主导，此时通常选择小分子量载气（如H2和He），可增加传质能力，提高柱效。

8．气相色谱仪的基本构造以及各部分的作用是什么？ 气相色谱仪的基本构造以及各部分的作用 基本构造 作用 载气系统 获得纯净、流速稳定的载体。 将液体（或气体）试样在进入色谱柱前瞬间进样系统 气化，然后快速定量的转入到柱中。 直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏温控系统 度和稳定性。温度是影响气相色谱容量因子k的最重要因素。 分离系统 色谱仪的核心部件，作用是分离样品。 用来连续监测、记录经色谱柱分离后的流出检测和记录系统 物的组分和含量变化的装置。 9．气液色谱的固定液的选择原则？ 固定液的选择原则“相似相容”原则，其中包括相对极性相似、官能团相似、化学结构相似。

10．试列出几种常用气-液填充色谱柱，说明极性和适用范围 固定液 极性 适用范围 100%二甲基聚硅氧烷 非极性 脂肪烃化合物，石化产品 （50%三氟丙基）甲基聚硅氧烷 中等极性 极性化合物，如高级脂肪酸 聚乙二醇 中强极性 极性化合物，如醇、羧酸酯等 11．谈谈对气液色谱柱的载体进行化学预处理的方法以及主要目的？ 化学预处理方法：酸洗→碱洗→硅烷化或釉化 方法 处理方法 说明 除去Al和Fe等的氧化物，用3-6M HCl 浸煮过滤，水、甲于分析有机酯和酸。一些拖酸洗 醇淋洗、烘干 尾，可加H3PO4或KOH添加剂解决 5-10%NaOH 甲醇液回流，除Al2O3酸性作用，用于胺类碱洗 水、甲醇淋洗、烘干 等碱性物质。 除去表面氢键活性中心，适于加入DMCS或HMDS 等硅硅烷化 分析易形成氢键的组分，如烷化试剂，使与-SiOH 反应 水、醇和胺。 表面形成釉层：屏蔽、惰化表2%NaCO3 浸泡担体，过滤得面活性中心，并堵塞一些微釉化 滤液再水稀释3倍，用稀滤液孔，其孔隙更均匀，可减小峰淋洗担体，烘干后再高温处理 形拖尾，提高柱效。 化学预处理的目的： 屏蔽活性中心使载体表面惰化；改进空隙结构。

12．现有甲基硅氧烷（OV-101）填充柱，要分离并收集环己烷、苯、甲苯。应采用什么样的色谱条件来进行初试？（环己烷b.p: 78.1℃、苯b.p: 80.8℃、甲苯b.p: 110.6℃） （1）请讨论补充下列空白的色谱条件： 检测器 载气 柱温 气化温度 进样量 5

TCD N2或Ar 90℃ 110℃ 0.1~1μL （2）请讨论环己烷、苯、甲苯流出色谱柱的顺序。 甲基硅氧烷为非极性的固定液，根据“相似相容”原则得环己烷、苯、甲苯流出顺序为甲苯、苯、环己烷。

13．与填充气相色谱柱线相比，毛细管气相色谱柱的特点是什么？ （1）渗透性好：可使用较长的色谱柱；

（2）相比率大：分配快，有利于提高柱效；加上保留因子k小，渗透性好，因而分析速度快；

（3）柱容量小：因而进样量小，需采用分流技术并使用更高灵敏度的检测器；

（4）总柱效高：毛细管理论板高比填充柱小，且毛细管柱长很大，因而总柱效很高。

14．在气相色谱法中，WCOT柱，SCOT柱的中文意思分别为什么？与填充柱相比，哪个柱分离能力最好？

WCOT柱是经典涂壁开管柱，SCOT柱是载体涂渍开管柱。与填充柱相比，WCOT柱峰展宽更小，峰型更对称，因而分离效率更高，而且可在更低温度下实现分离，所以WCOT柱分离能力最好。

15．与填充柱气相色谱仪相比，毛细管气相色谱仪在结构上有何不同？具有什么作用？ （1）柱前：进样口增加分流/不分流进样装置

利用分流减小进样量或进入柱内的溶剂量，解决柱容量小的问题；分流歧视难以避免（随分流比增大而严重）；内衬管作用：内衬结构特点保证样品气化完全，减小分流歧视，防止反渗透效应和反冲效应，保证重现性和灵敏度。

（2）柱后：增加尾气吹扫装置，加速样品通过检测器，防止载气流速很低时进入检测器造成的峰展宽，解决了柱出口死体积。

16．毛细管气相色谱分析时，如何有效减小反渗效应、反冲效应和分流歧视？

减小反渗透效应：加内衬管；减小反冲效应：减小进样量（一般为0.5~2μL)；减小分流歧视：高温快速气化，适当减小分流比。

17．气相色谱检测器的分类？ 常用气相色谱检测器： 1、 热导检测器（TCD）

2、 氢火焰离子化检测器 (FID) 3、 电子捕获检测器 (ECD) 4、 火焰光度检测器 (FPD) 5、 氮磷检测器 (NPD) 6、 热离子检测器 (TID) 7、 质谱检测器 (MSD)

18．试述浓度型检测器和质量型检测器的特点

浓度型检测器的响应值和组分的浓度成正比（如TCD、ECD）；质量型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FID、FPD）。

19．检测限的定义及其意义

检测限指检测器所能给出可观测的信号时进入检测池的最小样品量（或浓度），即样品产生的信号相当于噪音信号水平两倍时的样品量或浓度，S/N=2~3。 检测限的意义：

检测限代表了检测器灵敏度和仪器噪音的综合水平，是检测器的诸多性能指标中最重要的一个，也是一台GC检测能力的总指标，是包括了色谱系统、分离机理、色谱柱在内的综合指

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标。

20．热导池检测器和氢火焰离子化检测器的特点分别是什么？ 热导池检测器的特点：

通用型检测器；非破坏型检测器；灵敏度较低；线性范围较宽；浓度型检测器。 氢火焰离子化检测器的特点：

药物GC分析中应用最广泛的检测器；非通用型检测器；破坏型检测器；灵敏度很高；线性范围较宽；需要尾吹气装置；质量型检测器。

21．影响热导池检测器灵敏度的因素是什么？ 影响TCD灵敏度的因素：

（1） 载气种类——载气与试样的热导系数相差越大，灵敏度越高。通常选择热导系数大

的N2和Ar作载气。

（2） 较大的桥电流、较低的池体温度、具有大的电阻温度系数的热敏元件等，均能提高

灵敏度。

22．什么叫程序升温？主要适用于何种样品的分析？其意义何在？

程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。

程序升温主要使用于沸点范围很宽的混合物，药物中的多种残留有机溶媒，天然药物的成分等复杂组分的分析。

意义：改善分离，缩短分析时间。

三、计算题

已知物质1和2在一个30.0cm柱上的保留时间分别为16.40和17.63分钟。不被保留组分通过该柱的时间为1.30分钟.物质1和2的谱峰峰底宽分别为1.11和1.21分钟，求算下列结果：（1）物质1和2的分离度；（2）以物质1和2分别计算柱的有效理论塔板数和塔板高度。

解：（1）分离度的公式为R = 2（tR2-tR1）/(W1+W2)

将数据代入得R=2（17.63-16.40）/(1.11+1.21) 解得R=1.06 所以物质1和2的分离度是1.06。 （2）有效理论塔板数的计算公式为neff = 16（t、R/W）2

将数据代入公式得neff（1）= 16【（16.40-1.30）/1.11】2

neff（2）= 16【（17.63-1.30）/1.21】2 解得 neff（1）=2960.9 neff（2）=2914.2 塔板高度公式为Heff = L/ neff

代入数据得Heff（1） =(30.00/2960.9)cm

Heff （2）=（30.00/2914.2）cm

-2-2

解得 Heff（1） =1.01х10 cm Heff （2）=1.03х10 cm

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