分析化学（第六版）习题答案

(2)分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。

(3)分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分(或易被极化的组分)后出峰。

(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型的固定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。

(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。

以上讨论的仅是对固定液的大致的选择原则，应用时有一定的局限性。事实上在色谱柱中的作用是较复杂的，因此固定液酌选择应主要靠实践。

7．说明氢焰、热导以及电子捕获检测器各属于哪种类型的检测器，它们的优缺点以及应用范围。 氢焰检测器为质量型检测器，具有灵敏度高、响应快、线性范围宽等优点，是目前最常用的检测器之一，但对在氢焰中不电离的无机化合物不能检测。

热导检测器为浓度型检测器，其特点为对任何气体均可产生响应，通用性好，线性范围宽、价格便宜、应用范围广。但灵敏度较低。

电子捕获检测器为浓度型检测器，具灵敏度高、选择性好的特点。是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器。但对无电负性的物质如烷烃等几乎无响应 8．在气相色谱分析中，应如何选择载气流速与柱温？

当u较小时，B/u占主要，选择分子量大的载气如N2，使组分的扩散系数小； 当u较大时，Cu占主要，选择分子量小的载气H2，减小传质阻力项Cu。 高沸点混合物分析选择柱温可低于沸点100~150℃ 低沸点混合物选择低于平均沸点50℃至平均沸点柱温 宽沸程混合物采用程序升温

9．气相色谱定量分析的依据是什么？为什么要引入定量校正因子？常用的定量方法有哪几种？各在何种情况下应用？

色谱定量分析是基于被测物质的量与其蜂面积的正比关系。但是由于同一检测器对不同的物质具有不同的响应值，所以两个相等量的物质得出的峰面积往往不相等，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量。为了使检测器产生的响应讯号能真实地反映出物质的含量，就要对响应值进行校正，因此引人“定量校正因子”。

常用的定量方法有以下几种

A．外标法: 色谱定量分析中较简易的方法。适合于进样量的重现性较好和操作条件较稳定的情况。 B．内标法：当只需测定试样中某几个组份，或试样中所有组份不可能全部出峰时，可采用内标法。 C．归一化法：适合于进样量很少而其体积不易准确测量的液体样品。 10．毛细管柱气相色谱有什么特点？毛细管柱为什么比填充柱有更高的柱效？

毛细管柱自加工困难，需购买成品柱，具有分离效能高、柱渗透性好、柱容量小、易实现气质联用，应用范围广等特点。

一般毛细管的比渗透率约为填充柱的100倍, 在同样的柱前压下, 可使用更长的毛细管柱(如100米以上), 而载气的线速可保持不变。这就是毛细管柱高柱效的主要原因。

11．当出现下列三种情况时，Van Deemter曲线是什么形状？（1）B/u=Cu=0；（2）A=Cu=0；（3）A=B/u=0

图中1为A=Cu=0，2为A=B/u=0，3为B/u=Cu=0

12．用气相色谱法分离某二元混合物时，当分别改变下列操作条件之一时，推测一下对tR、H、R的影响（忽略检测器、气化室、连接管道等柱外死体积）。（a）流速加倍，（b）柱长加倍，（c）固定液液膜厚度加倍，（d）色谱柱柱温增加。

16R2H?2(1?k)3tr?()

u??1k2H?A?B?Cu A=2?dp B = 2?D u2d20.01k2dp2kfC?Cg?Cl?[?]?[??] 22(1?k)Dg3(1?k)DlR?n??1k()() 4?1?k（a）流速加倍，tR↓；最佳流速前H↓，R↑，最佳流速后H↑，R↓ （b）柱长加倍，n↑，tR↑，H基本无影响，R↑ （c）固定液液膜厚度加倍，tR↑，H↑，R↑

（d）色谱柱柱温增加，tR↓；柱温对H的影响复杂，R↓

13．当色谱峰的半峰宽为2mm，保留时间为4.5min，死时间为1min，色谱柱长为2m，记录仪纸速为2cm/min，计算色谱柱的理论塔板数，塔板高度以及有效理论塔板数，有效塔板高度。（11200 ，0.18mm；6790，0.29mm）

4.502)?112190.2/2.2000H??0.18mm11219

4.50?1.02neff?5.54()?67870.2/2.2000Heff??0.29mm6787n?5.54(14．在某色谱分析中得到如下数据：保留时间tR=5.0min，死时间t0=1.0min，固定液体积Vs=2.0ml，载气流速F=50ml/min。计算：（1）容量因子；（2）分配系数；（3）死体积；（4）保留体积。

（4.0，100，50ml，250ml）

'tRt?t5.0?1.0k??R0??4.0t0t01.0V0?Fc?t0?50?1.0?50mlk?KVsVV50 K?km?k0?4.0??100VmVsVs2.0

VR?tR?Fc?50?50?250ml

15．用一根2米长色谱柱将两种药物A和B分离，实验结果如下：空气保留时间30秒，A与B的保留时间分别为230秒和250秒，B峰峰宽为25秒。求该色谱柱的理论塔板数，两峰的分离度。若将两峰完

全分离，柱长至少为多少？（1600，0.80，7m）

2502 )?1.6?103W252(tRB? tRA)2?(250? 230)(2) R???0.8 (WB? WB)(25? 25)(1) nB?16( )2?16?((3) 若将两峰完全分离，分离度须达1.5。n??1k2R12n1L1由R???可知：2??4?1?k2R2n2L22L1?R22?1.52L2???7.0R120.82tRB

即柱长至少为7m。

16．用一色谱柱分离A、B两组分，此柱的理论塔板数为4200，测得A、B的保留时间分别为15.05min

及14.82min。（1）求分离度；（2）若分离度为1.0时，理论塔板数为多少？ （0.25，67200）

(1)由n?16(tR2)得W216?tRA16?15.052WA???0.9289(min)n4200216?tRB16?14.822WB???0.9147(min)n42002(t?t)(15.05?14.82)R?RARB?2??0.25WA?WB0.9289?0.91472n1?R2R12n14200?1.02(2)由分离方程得2? n2???67200R2n2R120.252

17．一气相色谱柱在Van Deemter方程中A、B、C值各为0.15cm，0.36cm2?s?1，4.3×10?2s。试计算最小塔板高度及最佳流速。 （0.399cm，2.85cm?s?1）

Uopt?B0.36??2.85(cm/s)C0.0036最佳流速时对应的板高为最小塔板高度Hmin?A?B0.36?C?Uopt?0.15??0.0043?2.85?0.399cmUopt2.85

18．在2米长的某色谱柱上，分析苯与甲苯的混合物，测得死时间为0.20min，甲苯的保留时间为2.10min及半峰宽为0.285cm，记录纸速为2cm/min。己知苯比甲苯先流出色谱柱，且苯与甲苯的分离度为1.0。求（1）甲苯与苯的分配系数比；（2）苯的容量因子与保留时间；（3）达到分离度为6σ时，柱长至少为多长？（α=1.15、k苯=8.3、tR苯=1.86min、柱长至少为4.5m）

(1) n甲苯?5.54( k甲苯?由R?t'R甲苯t0?tR甲苯22.102 )?5.54?( )?1.2?103W1/20.285/22.10?0.20?9.50.20n??1k??24?1?k21.2?103??19.51.0???得??1.154?1?9.5 k9.5 k苯?甲苯??8.3?1.15tR苯?t0(1?k苯)?0.20?(1?8.3)?1.86minR12L1?2R2L22L1?R22?(1.5)2L2???4.5R121.02

即柱长至少为4.5m。19．有一含有四种组分的样品，用气相色谱法FID检测器归一化法测定含量，实验步骤如下：（1）测相对重量校正因子，准确配制苯（内标）与组分a、b、c及d的纯品混合溶液，它们的重量分别为0.435、0.653、0.864、0.864及1.760g。吸取混合溶液0.2μl，进样三次，测得平均峰面积分别为4.00、6.50、7.60、8.10及15.0。（2）取样0.5μl，进样三次，测得平均峰面积分别为3.50、4.50、4.00及2.00。求各种组分的相对重量校正因子，以及各组分的重量百分数。

（相对重量校正因子：fa=0.924、fb=1.04、fc=0.981、fd=1.08。重量百分数：a=23.1%、b=33.4%、c=28.0%、d=15.4%）

fW(i)?fW(a)?mi/AiAsmi?ms/AsAims4.00?0.6534.00?0.864?0.924; fW(b)??1.046.50?0.4357.60?0.4354.00?0.8644.00?1.76fW(c)??0.981; fW(d)??1.088.10?0.43515.0?0.435各组分的质量分数fA0.924?3.50?a?w(a)a??100%?23.1%?fw(i)Ai0.924?3.50?1.04?4.50?0.981?4.00?1.08?2.00?b??c??d?fw(b)Ab?f?fw(i)AiAiAi???1.04?4.50?100%?33.4%0.924?3.50?1.04?4.50?0.981?4.00?1.08?2.000.981?4.00?100%?28.1%0.924?3.50?1.04?4.50?0.981?4.00?1.08?2.001.08?2.00?100%?15.4%0.924?3.50?1.04?4.50?0.981?4.00?1.08?2.00

fw(c)Acw(i)fw(d)Ad?fw(i)

20．用气相色谱法测定正丙醇中的微量水分，精密称取正丙醇50.00g及无水甲醇（内标物）0.4000g，混合均匀，进样5μl，在401有机担体柱上进行测量，测得水：h=5.00cm，W1/2=0.15cm，甲醇h=4.00cm，W1/2=0.10cm，求正丙醇中微量水的重量百分含量。

（相对重量校正因子f水=0.55，f甲醇=0.58） （1.42%）