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第二章 色谱基本理论习题

第二章色谱基本理论例1 采用3M色谱柱对A、B二组分进行分离,此时测得非滞留组分的t M值为0.9min ,A组分的保留时间(t R(A))为15.1min,B组分的t R为18.0min,要使二组分达到基线分离(R=1.5),问最短柱长应选择多少米(设B组分的峰宽为1.1 min)?
解方法(1):
由已知条件,得n B=16(18.0/1.1)2=4284
r i,B=18.0-0.9/15.1-0.9=1.20
K/B=18.0-0.9/0.9=19

因为
所以

方法(2):
同方法(1)得n B=4284;r i,B=1.20;K/B=19
所以
则n B (R=1.5)=16 (1.5)2(1.2/0.2)2[(1+19)/19]2=1425
故L=n (R=1.5)H=14250.07=99.8cm1m
1.A、B 二组分的分配系数之比为0.912,要保证二者的分离度达到1.20,柱长因
应选择多少米?设有效塔板高度为0.95mm.。

2.有一液相色谱柱长25cm,流动相速度为0.5ml/min,流动相体积为0.45ml,固定
相体积为0.25ml,现测得萘、蒽、菲、芘四组分(以A、B、C、D)的保留值及峰宽如表3-1。

根据已知条件试计算出:
(1)各组分容量及分配系数;
(2)各组分的n及n eff;
(3)各组分的H 值及H eff值;
(4)画出四组分的K/值之间的关系曲线
表3-1 在HPLC柱上测得的A、B、C、D 的
答:(1)K/(A=0.60;B=2.38;C=2.65;D=4.03);
(2)(A=4021;B=3099;C=2818;D=3394)
n eff(A=595;B=1535;C=1486;D=2178);
(3)H(A=0.06;B=0.08;C=0.09;D=0.07)
H eff(A=0.42;B=0.16;C=0.17;D=0.11);
(5)根据已有数据,绘出K/--n--n eff曲线,自行判断正确与否,并分析原因。

3.选用一根2米长的低效填充色谱柱,以He作载气,测得以下三种流动相速率的
实验数据(表3-2),
试求出:
(1) 每次测量时的线速度值,即u (1), u (2) , u (3)? (2) 每次测量时的n 值及H 值?
(3) 求出V an Deemter 方程试中的A ,B ,C 常数。

(4) 改变流动相速度应在怎样的范围内,才能保证柱效(最佳柱效)下降不敌于
90%的程度?
(5) 求出该柱最佳线速度值(u opt )?
(6) 若分离试样中某组分,n=300即可满足要求,求此时所采用的线速度值要比
采用 值时能节省多少分析时间?
表3-2 甲烷、正十八烷色谱数据表
[ 答:(1)u 1 =11cm/s, u 2 = 25.0cm/s ,u 3=40.0cm/s;
(2)n 1≈454.6, n 2≈ 445.7 , n 3≈373, H 1≈4.4mm, H 2 ≈4.5mm , H 3 ≈5.4mm (3)A=0.162cm,B=2.2cm2/s,C=0.08s
(4)u=6.9 39.7 cm/s;
(5)u opt =16.6cm/s;
(7) 节约时间3.8倍。

4. 柱入口表压为12.385kPa ,柱温为165℃,室温22℃,此时皂沫流量计测得柱出口载气流量为25ml/min ,大气压力为98 kPa ,忽略水蒸气的影响,求保留时间t R 为
19min 的某组分净保留体积,设甲烷的保留时间为1.58min 。

[答:V M =310.4]
5. 柱长为1.5mm ,内径为2.5mm ;固定液量为1.60g ,其密度为1.15g/ml ;入口表压为182.385 kPa ,大气压为99.33 kPa ;柱出口流量为2
6.8ml/min ,柱温为102℃,
室温为21.5℃,现测得空气]乙酸甲酯,丙酸胝、正丁酸甲酯的保留时间分别为22s 、2.10min 、4.30min 、8.61min ,除空气峰外,其他三组分的峰宽分别为0.20min ,0.41min ,及0.84min 。

不考虑水蒸气的影响,试求:
(1)三种酯的保留体积及分配系数;
(2)正己酸甲酯的值(可用作图法求解);
(3)每相邻物质对的相对保留值;
(4)每相邻物质对分离度。

(此题作综合练习,自作答案)
6.在一色谱图上有六个色谱峰,从进样开始各组分出峰极高点所对应记录纸上的距
离(cm)如下:
空气 2.5;正庚烷16.4;
正己烷9.0;甲苯19.2;
环己烷15.1;正辛烷31.5。

试计算甲苯和环己烷的保留指数。

[答:I
甲=757.6;I

=687]。

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