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分析化学作业(第十四章)参考答案

14-1 填充柱气相色谱分析某试样,柱长为1 m 时,测得A 、B 两组分的保留时间分别为5.80 min 和6.60 min ,峰底宽分别为0.78 min 和0.82 min.,死时间为1.10 min ,试计算以下各项(1)载气的平均线速度;(2)组分B 的分配比;(3)组分A 的有效塔板数;(4)选择性因子;(5)分离度;(6)条件不变情况下,A 、B 完全分离时所需的柱长。

解:(1)10min m 91.010.1/1t /L u -⋅===
(2)00.510
.110
.160.6k B =-=
(3)()()()58178.010.180.516A W t A t 16A n 2
2
0r eff =⎪
⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⨯=
(4)()()17.110
.180.510
.160.6A t B t 'r 'r =--==α
(5)()
0.178
.082.080.560.62R =+-⨯=
(6)m 25.20.10.15.1L 2
5.1=⋅⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
14-2 已知组分A 和B 的分配系数分别为7.6和9.3,当它们通过相比β=90的填充柱时,能否达到基本分离?(基本分离时R=1.0)
解:2.16.7/3.9K /K A B ===α;10.090/3.9/K k B B ==β=
6969610.010.0112.12.1116k k 11R 16n 2
22
2
B B 2
2=⎪

⎫ ⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-αα⋅= 填充柱柱长最多5 m (通常为2 m ),单位长度塔板数为1500/m ,因此无法达到这样的柱效,因此在上述条件下,不能实现分离。

(计算柱效时,用A 的分配比也行,本来就是估算)
14-3 某组分在一2 m 长的色谱柱上的分配比为3.0,若载气流速为28 cm ⋅min -1,请问在理想状态下20 min 后该组分柱中的位置(即谱带中心距进样端的距离)以及该组分流出色谱柱所需时间(以色谱峰值所对应的时间表示)。

解:100r min cm 70.3128
k 1u u u L u L
u L
t t t k -⋅=+=+=⇒-
=-=载气组分载气
载气组分
20 min 时,组分移动了20⨯7=140 cm (即距进样端140 cm )
该组分流出色谱柱的时间:t=L/u 组分=200/7=28.6 min
14-4 长度相等的两根色谱柱,其Van Deemter 常数如下:
(1)若载气流速为0.50 cm ⋅s -1,则哪根柱子的理论塔板数大?(2)柱1的最佳流速为多少? 解:(1)H 1=0.18+0.40/0.50+0.24⨯0.50 =1.1cm
H 2=0.05+0.50/0.50+0.10⨯0.50=1.1 cm 相等 (2)1111opt s cm 3.124.0/40.0C /B u -⋅===
14-5 用柱长为2 m ⨯2.0 mm 的色谱柱分离乙酸甲酯、丙酸甲酯和正丁酸甲酯。

它们的峰面积分别为18.1、43.6、29.9,相对质量校正因子分别为0.60、0.78、0.88,试计算丙酸甲酯的质量分数。

解:%78.47%1009
.2988.06.4378.01.1860.06
.4378.0w =⨯⨯+⨯+⨯⨯=丙酸甲酯
14-6 用内标法测定乙醛中水分的含量,以甲醇为内标。

称取0.0213g 甲醇加到4.586g 乙醛试样中进行色谱分析,测得水和甲醇的峰面积分别为150和174(具体单位与计算无关,因此忽略)。

已知水和甲醇的相对校正因子分别为0.55和0.58,计算乙醛中水分的含量。

解:%38.0%100586
.417458.0150
55.00213.0m A f A f m m m w s
OH CH OH CH O H O H OH CH s
O H O H 3322322=⨯⨯⨯⨯
=
⨯⋅⋅⨯=
=
14-7 为了测定一混合样品中的间苯二甲酸的含量,首先应了解样品的性质。

该样品大致含有间苯二甲酸和对苯二甲酸,还有一些不明的其它杂质。

现在称取样品0.3578 g ,内标癸二酸0.1029g 。

将样品衍生化,使其中的酸转化为相应的甲酯,然后进行分析。

测得间苯二甲酸二甲酯和癸二酸二甲酯的峰面积分别为23.7单位和24.5单位,已求得这两种酯的定量校正因子为0.77和1.00。

试问:(1)间苯二甲酸的质量分数;(2)为什么要将样品预先进行衍生化?(间苯二甲酸、癸二酸、间苯二甲酸二甲酯、癸二酸二甲酯的分子量分别为166、202、194、230)(此题暂不强求,有经理同学可尝试做一下)
%9.20%1003578
.05.2400.1202230
1029.07.2377.0194
166m A f m m m A f m m m m %w s
s s X x x
=⨯⨯⨯⨯
⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅==
试样
癸二酸
癸二酸二甲酯间苯二甲酸二甲酯间苯二甲酸
试样
气相色谱适合测定沸点低、极性小的且热稳定性高的试样。

间苯二甲酸的极性大且挥发性差,直接进样需较高柱温且易形成拖尾峰,导致分离效果变差。

酯化后极性变小、挥发性增强,分离效果变好。

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