现代分析测试技术复习题答案篇

一、问答题：1、试述塔板理论的基本关系式及理论要点。2、利用范氏方程说明HPLC中如何选择实验条件？①采用粒径小而均匀的球形固定相,首选化学键合相,用匀浆法装柱.②采用低黏度流动相,低流量(1mL/min),首选甲醇.③采用柱温箱,避免室温波动,增加实验重复性,柱温以25～30℃为宜.3、高效液相色谱仪包括哪些主要部件？各部件的作用是什么？高效液相色谱仪由五大部分组成：高压输液系统，进样系统、分离系统、检测系统和色谱工作站。必须配备有高压输液系统。高压输液系统由储液罐、过滤器、高压输液泵、梯度洗脱装置等组成。流动相在进入高压泵之前，应先进行过滤和脱气处理。高压输液泵是核心部件，其密封性好，输出流量恒定，压力平稳，可调范围宽，便于迅速更换溶剂及耐腐蚀等。进样系统是将被分离的样品导入色谱柱的装置。要求密封性、重复性好，死体积小，便于实现自动化。进样系统包括取样、进样两个功能。分离系统主要是指色谱柱，色谱柱是高效液相色谱仪的核心部件，要求分离度要高、柱容量大、分析速度快。检测器是HPLC仪的三大关键部件之一。用来连续监测经色谱柱分离后的流出物的组成和含量变化的装置。其作用是把洗脱液中组分的量转变为电信号。并由工作站（或记录仪）绘出谱图来进行定性、定量分析。色谱工作站是色谱仪的自动化控制包括自动进样系统的进样方式、输液泵系统中的溶剂流速、梯度洗脱程序、检测系统的各项参数、数据记录和处理等。4、什么是锐线光源？为什么空心阴极灯发射线是锐线？答：锐线光源是能发射出谱线半宽度远小于吸收线半宽度的光源。锐线光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线中心频率一致。锐线光源需要满足的条件：a.光源的发射线与吸收线的ν0一致。b.发射线的Δν1/2小于吸收线的Δν1/2。Ne或Ar370.0nm以下的用石英窗口，370.0nm以上的用光学玻璃窗口。当灯的正负极加以400V电压时，便开始辉压力变宽小，因而产生的共振线是锐线光源。5、紫外-可见分光光度计主要有哪几种类型？各类型有何特点？答案一按光束分：1单光束分光光度计：结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。2双光束分光光度计：可以自动消除光源强度变化所引起的误差。3（1）（2）可用于微量组分测定（3）可用于浑浊液和多组分混合物的定量测定。4双重单色器分光光度计5配置光多道二极管阵列检测器的分光光度计答案二紫外-可见分光光度计的类型很多，但可归纳为四种类型，即单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计和二极管阵列分光光度计。单光束分光光度计特点：使用时来回拉动吸收池→移动误差对光源要求高3、比色池配对双光束分光光度计特点：不用拉动吸收池，可以减小移动误差可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，对光源要求不高可以自动扫描吸收光谱双波长分光光度计特点：1、利用吸光度差值定量2、消除干扰和吸收池不匹配引起的误差优点：大大提高了测定准确度，可完全扣除背景可用于微量组分的测定二极管阵列分光光度计特点由光源发出，经消色差聚光镜聚焦后的多色光通过样品池，再聚焦于多色仪的入口狭缝上，透过光经全息光栅表面色散并投射到二极管阵列检测器上，二极管阵列的电子系统，可在0.1s的极短时间内获得从190~820nm范围的全光光谱。5、若用反相键合相分离弱酸或弱碱时产生拖尾，如何克服？答：反相键合相色谱在分离弱酸或弱碱样品的时候会发生拖尾的现象，可以在流动相中加入0.1~1%的甲酸、醋酸、二乙胺、三乙胺或氨水作为调节剂，抑制弱酸的解离或弱碱的质子化，以增加它们的分配系数。但需注意pH值。例如分离十二烷酸，可以加入少量的乙酸，抑制十二酸烷的离解，使他以游离酸的形式在键合相上分离。以获得对称的色谱峰。7、蒸发光散射检测器（ELSD）的工作原理是什么？蒸发光散射检测器是一种通用型的检测器，可检测挥发性低于流动相的任何样品，而不需要样品含有发色基团。蒸发光散射检测器灵敏度比示差折光检测器高，对温度变化不敏感，基线稳定，适合与梯度洗脱液相色谱联用。的检测。工作原理UM-3000蒸发光散射液滴蒸发所需要的温度大大降低。UM3000蒸发光散射检测器采用低温蒸发模式，维持了颗粒的均匀性，对半挥发性物质和热敏性化合物同样具有较好的灵敏度。650nm激光，溶质颗粒从漂移管出来后进入光检测池，并穿过激光光束。被溶质颗粒散射的光通过光电倍增管进行收集。溶质颗粒在进入光检测池时被辅助载气所包池表面的污染。8、写出基本色谱分离方程式，并说明分离度与n、α、k和关系。、请写出下列仪器的标准操作规程（任选择一种仪器UV24502695高效液相色谱仪，6890N气相色谱仪，AA800原子吸收分光光度计。二、填空题：1、多普勒变宽是由于原子在空间作无规则热运动所引起的，故又称。变宽则是则于被测原子与其它粒子碰撞而产生的谱线变宽，它随着气体压强增大而增加，故又称为。2、对于火焰原子化法，在火焰中既有基态原子，也有部分原子，但在一定温下，两种状态原子数的一定，可用 方程式表示。3、原子化系统的作用是将试样中的待测元素由形态转变为原子蒸气，原子化方法有原子化法和原子化法。4、色谱法的显著特点包括 、 、 。5、气相色谱法的主要不足之处是 、 。6、组分从进样到柱后出现浓度最大值所需的时间定义为 保留时间 ，其与死时间的差义为 调整保留时间 。、色谱的定量分析方法有 面积归一化法、 外标法、内标法当组分中含有检测器响应的组分时，不能用 面积归一化法定量。8、红外光谱法主要研究振动中有偶极距 变化的化合物，因此，除了单原子和同核分子等外，几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。9、在红外光谱图中，4000-1250 cm－1范围区域的峰是由基团的伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围，它是鉴定基团最有价值的区域，称为 特征 区，在1250-200cm－1区域中当分子结构稍有不同时该区的吸收就有细微的不同称为 指纹区 10、傅里叶变换红外分光光度计中的核心部件是干涉仪 ，它没有普通红外分光光度计中的 色散 元件 。与普通红外分光光度计相比，它的主要特点是灵敏度高、波数精度高、分辨率高、扫描速度极快、光谱范围宽。11、紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子能级跃迁产生的，这种吸收光谱取决于价电子的性质。12、在紫外和可见光区范围内，有机化合物的吸收光谱主要由＊π→π＊、 σ→σ＊和n→σ＊跃迁产生，其相对能量大小次序为：n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊。13、无机化合物的吸收光谱主要由 电荷 迁移跃迁和 配位场 跃迁产生。14、凡是可以使化合物在紫-可见光区产生吸收的基团，生色团。通常为含有不饱和的，可以产生 n→π* 跃迁、π→π* 跃迁的官能团。15、Van Deemter方程在HPLC的表现形式H=A+B/u+Cu。故HPLC的塔板理论高度H主由 涡流扩散项A、分子扩散项B/u和传质阻力项Cu三项构成。16以固体吸附剂为固定相以液体为流动相的色谱法称为 液-固吸附色谱法 简称液-固色谱法 。分离原理是根据物质吸附作用的不同来进行分离的 ，整个色谱过即是 溶质分子和溶剂分子对吸附剂活性表面的竞争吸附 。17、色谱分离是基于样品组分在固定液和流动相之间 分配系数 不同而分离的色谱法称为 ，简称 色谱法。流动相极性小于固定相极性的称为正相色谱，样品中极性小的组分先流出色谱柱，极性大的组分后流出色谱柱。18、一般而言，硅胶基质化学键合相能耐受的酸度范围是。低pH值条件下，硅键合于担体上的 。在高pH时，由于硅胶担体的 ，产的 ，一般硅胶基质的色谱柱不应 使用。19、在极性键合色谱法中，键合固定相的极性大于流动相的极性，适用于分离极性、中等极性化合物 化合物。20HPLCHPLC适合于制备性分离的最佳条件，然后放大应用到制备柱规模上。一般步骤：三、计算题：1HPLC1.5min，9min该组分在该系统中的容量因子。基本保留方程：tR=t0(1+k')所以，k'=(tR-t0)/t0=(9-1.5)/1.5=52、请计算HCl伸缩振动所产生的基频吸收峰的频率。已知键力常数k(H-C1)=5.1N/cm。k化学键力常数

1

k1303分子折合质量

Hcl

5.1135.51

2984cm132000K3000KNa589.0nmgj/g0＝2Ej＝hc/l＝(6.626×10-23J/s×3×1010cm/s)/(589.0nm×10-7cm/nm）＝2.107×1.60×10-19J＝3.371×10-91J带入Boltzmann方程：同理：在3000K时，Nj/N0＝5.78×10-44、在一色谱柱上，测得各峰的保留时间如下：组分 空气 辛烷 壬烷 未知峰lgt lgttR/min

0.6I100Nn

R(x)t

R(N

15.4求未知峰的保留指数。公式：保留指数

13.9

lg R(Nn)

lgtR(N)辛烷碳原子数N=8，则壬烷为N+n=8+1；R(N) R(N+n) t' =13.9-0.6=13.3 t' =17.9-0.6=17.3 t' =R(N) R(N+n) 所以：I=100×8+1×（lg14.8-lg13.3)/(lg17.3-lg13.3)=800.406452m1’202‘26.338.7312.33的理论塔板数及塔板高度。L=2m；tR=3‘1”=181s；W1/2（乙苯）=12.33t t 181得n5.54(得

R )2 n 5.54( R乙苯 )25.54(

1193.825根据公式

W 乙苯1/2

W1/（乙苯）

12.33L H = L = 2000 =1