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仪器分析 第十五-第十九章思考题

第十五章思考题
1.色谱法具有同时能进行分离和分析的特点而区别于其它方法,特别对复杂样品和多组份混合物的分离,色谱法的优势更为明显。

2.按固定相外形不同色谱法是如何分类的?
是按色谱柱分类:
①平面色谱法:薄层色谱法、纸色谱法
②柱色谱法:填充柱法、毛细管柱色谱法
3.什么是气相色谱法和液相色谱法?
气体为流动相的色谱称为气相色谱。

液体为流动相的色谱称为液相色谱。

4.保留时间(tr)、死时间(t0)及调整保留时间(t’r)的关系是怎样的?
t’r = tr - t0
5.从色谱流出曲线可以得到哪些信息?
①根据色谱峰的个数可以判断样品中所含组分的最少个数;
②根据色谱峰的保留值可以进行定性分析;
③根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析;
④色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据;
⑤色谱峰两峰间的距离是评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据。

6.分配系数在色谱分析中的意义是什么?
①K值大的组分,在柱内移动的速度慢,滞留在固定相中的时间长,后流出柱子;
②分配系数是色谱分离的依据;
③柱温是影响分配系数的一个重要参数。

7.什么是选择因子?它表征的意义是什么?
是A,B两组分的调整保留时间的比值α= t’r(B)/t’r(A)>1
意义:表示两组分在给定柱子上的选择性,值越大说明柱子的选择性越好。

8.什么是分配比(即容量因子)?它表征的意义是什么?
是指在一定温度和压力下,组分在两相分配达到平衡时,分配在固定相和流动相的质量比。

K=ms/mm
意义:是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数;
9. 理论塔板数是衡量柱效的指标,色谱柱的柱效随理论塔板数的增加而增加,随板高的增大而减小。

10.板高(理论塔板高度H/cm)、柱效(理论塔板数n)及柱长(L/cm)三者的关系(公式)?
H=L / n
11.利用色谱图如何计算理论塔板数和有效理论塔板数(公式)?
12.同一色谱柱对不同物质的柱效能是否一样?
同一色谱柱对不同物质的柱效能是不一样的
13.塔板理论对色谱理论的主要贡献是怎样的?
(1)塔板理论推导出的计算柱效率的公式用来评价色谱柱是成功的;
(2)塔板理论指出理论塔板高度H 对色谱峰区域宽度的影响有重要意义。

14.速率理论的简式,影响板高的是哪些因素?
μ:流动相的线速
A:涡流扩散系数
B:分子扩散系数
C:传质阻力项系数
15.分离度可作为色谱柱的总分离效能指标。

16.如何根据分离度分析色谱分离的情况?
R<1 部分重叠
R=1 基本分离
R=1.5 完全分离
第十六章气相色谱法(P318)
思考题
1.气相色谱法适合分析什么类型的样品?
适用范围:热稳定性好,沸点较低的有机及无机化合物分离。

2.哪类固定液在气相色谱法中最为常用?
硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固定液。

(使用温度范围宽(50~350℃),硅氧烷类经不同的基团修饰可得到不同极性的固定相。


3.气相色谱法固定相的选择原则?
相似相溶原则
①非极性试样选用非极性固定液,组分沸点低的先流出;
②极性试样选用极性固定液,极性小的先流出
③非极性和极性混合物试样一般选用极性固定液,非极性组分先出;
④能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键型的固定液,不易形成氢键的先流出。

4.一般实验室通常备用哪三种色谱柱,基本上能应付日常分析需要?
对于气相色谱而言,如下三种色谱柱基本能满足日常分析要求:
1、弱极性:SE-54
2、中极性:OV-1701
3、极性:PGE-20M
5.什么是程序升温?
程序升温:在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温做线性或非线性变化,以达到用最短时间获得最佳分离的目的。

适用于沸点范围很宽的混合物。

注意:柱温不能高于色谱柱的最高使用温度。

6.气相色谱法各检测器适于分析的样品?
热导检测器:通用浓度型所有
氢火焰检测器:通用质量型含碳
电子捕获检测器:选择浓度型电负性
火焰光度检测器:选择质量型硫、磷
7.气相色谱法常用的定量分析方法有哪些?各方法的适用条件。

(1)外标法
适用条件:对进样量的准确性控制要求较高;操作条件变化对结果准确性影响较大;操作简单,适用于大批量试样的快速分析。

(2)归一化法
适用条件:仅适用于试样中所有组分全出峰的情况;操作条件的变动对测定结果影响不大;归一化法简便、准确。

(3)内标法(内标标准曲线法)
适用条件:试样中所有组分不能全部出峰时;定量分析中只要求测定某一个或几个组分;样品前处理复杂
第17章高效液相色谱法(HPLC) P348
1、HPLC:高效色谱柱、高压泵、高灵敏检测器
2、现代高效液相色谱法的特点:
(1)高效;(2)高压;(3)高速;(4)高灵敏度
3、色谱分离的实质:
色谱分离的实质是样品分子(即溶质)与溶剂(即流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用,作用力的大小,决定色谱过程的保留行为。

4、高效液相色谱仪结构:
输液系统→进样系统→分离系统→检测系统
5、高压输液泵
性能:⑴足够的输出压力
⑵输出恒定的流量
⑶输出流动相的流量范围可调节
⑷压力平稳,脉动小
6、在线脱气装置
在线脱气、超声脱气、真空脱气等
作用:脱去流动相中的溶解气体。

流动相先经过脱气装置再输送到色谱柱。

脱气不好时有气泡,导致流动相流速不稳定,造成基线飘移,噪音增加。

7、梯度洗脱装置
以一定速度改变多种溶剂的配比淋洗,目的是分离多组容量因子相差较大的组分。

作用:缩短分析时间,提高分离度,改善峰形,提高监测灵敏度
8、影响分离的因素
影响分离的主要因素有流动相的流量、性质和极性。

9、选择流动相时应注意的几个问题:
(1)尽量使用高纯度试剂作流动相。

(2)避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子。

(3)试样在流动相中应有适宜的溶解度。

(4)流动相同时还应满足检测器的要求。

10、提高柱效的方法(降低板高):
①固定相填料要均一,颗粒细,装填均匀。

②流动相粘度低。

③低流速。

④适当升高柱温。

11、固定相的选择:
液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子交换树脂或多孔性凝胶;流动相是各种溶剂。

被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。

根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离。

12、高效液相色谱法的分离机理及分类
类型主要分离机理
吸附色谱吸附能,氢键
分配色谱疏水分配作用
尺寸排斥色谱溶质分子大小
离子交换色谱库仑力
13、反相色谱的优点
易调节k或a
易分离非离子化合物,离子化合物和可电离化合物
流动相便宜
可预言洗脱顺序
适宜梯度洗脱
14、小结
分配色谱是利用样品中的溶质在固定相和流动相之间分配系数的不同,进行连续的无数次的交换和分配而达到分离的过程。

第十九章质谱法(P400)
思考题
1.质谱分析法:
将样品分子转变成气态的离子,然后按照离子的质荷比(m/z)大小,对离子进行分离和检测,并作定性或定量分析的方法。

2.质谱仪由哪几部分组成?各部分的作用是什么?(划出质谱仪的方框示意图)
进样系统:高效重复地将样品引到离子源中并且不能造成真空度的降低。

离子源:将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。

质量分析器:依据不同方式,将样品离子按质荷比m/z分开。

检测器:检测来自质量分析器的离子流并转化成电信号。

显示系统:接收来自检测器的电信号并显示在屏幕上。

真空系统:保证质谱仪离子产生及经过的系统处于高真空状态。

3.离子源的作用是什么?试述EI(电子电离源)和CI(化学电离源)离子源的原理及特点。

离子源:将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。

EI(电子电离源)原理:失去电子
特点:电离效率高,灵敏度高;离子碎片多,有丰富的结构信息;有标准质谱图库;但常常没分子离子峰;只适用于易气化、热稳定的化合物。

CI(化学电离源)原理:离子加合
特点:准分子离子峰强, 可获得分子量信息;谱图简单;但不能进行谱库检索, 只适用于易气化、热稳定的化合物
4.为何质谱仪需要高真空?
质谱仪需要在高真空下工作:10-4 &#8764;10 -6 Pa
①大量氧会烧坏离子源的灯丝;
②用作加速离子的几千伏高压会引起放电;
③引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化;
④影响灵敏度。

5.四极杆质量分析器如何实现质谱图的全扫描分析和选择离子分析?
①当U/V维持一个定值时,某一U或V值对应只有一个离子能稳定通过四极杆;
②连续改变U或V值,可得到一张全扫描图,此谱图可用于定性;
③固定一个或多个U值,可得到高灵敏度的分析结果,此方法用于定量分析。

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