第二章-色谱分析.ppt

1、3.当下列参数改变时，(1):的柱长缩短，(2)固定相改变，(3)流动相流速增加，(4)比值减小，会引起分配系数的变化吗？为什么？固定相的变化会引起分配系数的变化，因为分配系数只与组分、固定相和流动相的性质有关。因此，(1)缩短柱长不会引起分配系数的变化，(2)改变固定相会引起分配系数的变化，(3)增加流动相流速不会引起分配系数的变化，(4)降低相比不会引起分配系数的变化，以及(1)当下列参数改变时柱长。为什么？答案是：k=K/b，而b=VM/vs。分配比与组成、两相性质、柱温和柱压有关，但与流动相流速和柱长无关。因此，(1)不变，(2)增加，(3)不变，(4) (1)选择流动相的最佳流速。(

2、2)当流速较小时，可以选择分子量较大的载气(如和氩)，当流速较大时，应选择分子量较小的载气(如和贺)，还应考虑载气对不同探测器的适应性。(3)柱温不应高于固定液的最高使用温度，以免造成固定液的挥发和损失。在尽可能分离最难分离的组分的前提下，温度应尽可能低，但保留时间应合适，峰形不应拖尾。(4)固定液的量：载体的表面积越大，固定液的量越高，允许的样品注入越多，但是为了改善液相的传质，固定液膜应该更薄。(5)对载体的要求：载体的表面积要大，表面和孔径要均匀。颗粒尺寸应该均匀且细小(但不能太小而使传质阻力过大)。(6)进样速度要快，进样量要小，一般液体样品为0.15微升，气体样品为0.110毫升。(

3、7)气化温度：气化温度应比塔温高30-70。试着解释速率方程中A、B和C的物理意义。H-u曲线的用途是什么？什么因素主要影响曲线的形状？溶液：见教科书P14-16A，称为涡流扩散项，b为分子扩散项，c为传质阻力项。每一项的含义讨论如下：(1)当A:气体遇到填料颗粒时，它不断改变流动方向，使样品组分在气相中像“漩涡”一样流动，从而引起色谱膨胀。由于A=2dp，表明A与填料的平均粒径dp和填料的不均匀性有关，而与载气性质、线速度和组成无关。因此，通过使用具有合适的细颗粒尺寸和均匀颗粒的载体并尽可能均匀地填充是减少涡流扩散和提高柱效率的有效方法。(2)分子扩散项B/u:在被载气带入色谱柱后，以“栓塞

4、”的形式存在于色谱柱的小空间中，在“栓塞”前后(纵向)存在浓度梯度，从而导致运动分子纵向扩散。B=2rDgr是由柱中的载流子填充引起的气体扩散路径的因子(弯曲因子)，Dg是气相中组分的扩散系数。分子扩散项与Dg的大小成正比，而Dg与组分和载气的性质有关。大分子量组分的Dg较小，与载气密度的平方根或载气相对分子量的平方根成反比。因此，使用大分子量的载气(如氮气)可以减少B项，Dg随柱温的增加而增加，但与柱压成反比。弯曲因子r是与填料相关的因子。(3)传质项铜：碳包括气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数C1。所谓的气相传质过程是指对于填充柱：液相传质过程是指样品组分从固定相的气液界面移动到液相，

5、进行质量交换，达到分配平衡，然后返回气液界面的传质过程。该过程还需要一定的时间，在此期间，组分的其他分子仍然与载气一起移动到柱口，这也导致峰形的膨胀。液相传质阻力系数C1为：对于填料塔，气相传质项的值很小，可以忽略不计。当流速较小时，分子扩散(项目B)成为色谱峰扩展的主要因素。此时，应使用相对分子量较大的载气(N2、氩)，以使组分在载气中具有较小的扩散系数。当流速较大时，传质项(C项)是控制因素，应采用分子量相对较小的载气(、何)。此时，组分在载气中具有大的扩散系数，这可以降低气相的传质阻力并提高柱效率。7。当下列参数改变时，(1)增加分配比，(2)增加流动相速度，(3)降低，和(4)增加柱温

6、，它会使色谱峰变窄吗？为什么？答案：(1)保留时间延长，峰值变形变宽(2)保留时间缩短，峰值变形变窄(3)保留时间延长，峰值变形变宽(4)保留时间缩短，峰值变形变窄。答案：分辨率同时反映了选择性和柱效，即热力学因素和动力学因素，它们结合了分离的可能性和现实性。8.为什么可以使用分离度R，回答：否。有效塔板数仅表示柱效水平和柱分离能力的发挥程度，而分离的可能性取决于固定相和流动相之间分配系数的差异。9。你能根据理论塔板数判断分离的可能性吗？为什么？答案：色谱分离的基本方程如下：它表明分离度随系统的热力学性质(A和K)而变化，并且还与柱条件(N的变化)有关。(1)当系统热力学性质固定时(即组分和两

7、相性质确定)，分辨率与n的平方根成正比，这对选择柱长有一定的指导意义。增加色谱柱长度可以提高分离度，但是过度增加色谱柱长度会显著增加保留时间并导致色谱峰扩展。同时，选择性能优良的色谱柱和优化色谱条件也可以提高n值和分辨率。10。解释色谱分离基本方程的含义，这对色谱分析非常重要(2)该方程表明，增大K值也有利于分离，但K值过大会延长分离时间，增加分析成本。(3)提高柱选择性A可以提高分离度，分离效果越好，因此可以通过选择合适的固定相和增加不同组分的分配系数的差异来实现分离。(1)表面为化学惰性，即表面无吸附或弱吸附，不能与被测物质反应；(2)表面积大，这使得固定液体和样品之间的接触面积更大；(3

8、)热稳定性高，具有一定的机械强度，不易断裂；(4)载体的粒径应均匀细小，有利于提高柱效。然而，如果颗粒尺寸太小，柱压将降低，这对操作是不利的。一般选择40-60目、60-80目和80-100目。11岁。载体和固定液体分别有什么要求？对固定液体的要求是： (1)在操作条件下低挥发性和低蒸汽压，以避免损失；(2)良好的热稳定性，在操作条件下不分解，在操作温度下为液体；(3)样品各成分的适当溶解能力；否则，样品将很容易被载气带走而没有分布；(4)高选择性。那根据这一规则：(1)非极性固定液通常用于分离非极性物质。此时，样品中的每种成分都按照沸点的顺序流出色谱柱，低沸点先出现，高沸点后出现。(2)极性

9、物质的分离，极性固定液的选择，此时样品中的成分主要是按极性顺序分离，小极性先流出色谱柱，大极性后流出色谱柱。(3)当分离非极性和极性混合物时，通常选择极性固定液体，在这种情况下，非极性组分先达到峰值，极性组分(或易极化组分)随后达到峰值。(4)分离可形成氢键的样品，如酒精、苯酚、胺和水。通常，选择极性或氢键固定液体。此时，样品中的每一种成分都根据与固定液体分子形成氢键的能力流出。首先很难形成氢键，最后最容易形成氢键。(5)对于复杂且难以分离的物质，可以使用两种或多种混合固定液体。以上讨论只是固定剂的粗略选择原则，在应用上有一定的局限性。事实上，它在色谱柱中的作用是复杂的，所以固定液的选择应主要

10、取决于实践。试描述热导池检测器的工作原理。什么因素影响热导池检测器的灵敏度？解决方案：作为一种检测器，热导池基于不同物质，具有不同的热导率。当电流通过钨丝并且钨丝被加热到一定温度时，钨丝的电阻值增加到一定位置(通常，金属线的电阻值随着温度的增加而增加)。当没有取样时，载气通过热导池的两个池孔(参比池和测量池)。由于载气的热传导，钨丝的温度降低，电阻降低。此时，热导池的两个池孔中钨丝的温度下降值和电阻下降值相同。进入样品成分后，切割气体流过参比池，而切割气体携带样品成分通过测量池。因为由被测组分和载气组成的混合气体的热导率不同于切割气体的热导率，所以测量单元中钨丝的散热发生变化，导致两个单元孔中

11、的两根钨丝的电阻值不同。这种差异可以用电桥来测量。检测器的灵敏度受电桥的工作电流、热导池的温度、载气的性质和流速、热敏元件的电阻值和热导池的死体积的影响。15.试描述氢火焰离子化检测器的工作原理。如何考虑其运行条件？解决方法：氢火焰检测器的电离机理仍不十分清楚。目前认为，火焰电离不是热电离，而是化学电离，即有机物在火焰中通过自由基反应电离。化学电离产生的正离子(CHO，H3O)和电子(E)在150300伏DC电场的作用下向两极移动，产生微电流。扩增后，记录色谱峰。氢火焰离子化检测器对大多数有机化合物具有很高的灵敏度，因此它适用于痕量有机化合物的分析。然而，在氢气火焰中不会电离的有机化合物，如一

12、氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、N2和氨气，则无法检测到。16岁。色谱表征的基础是什么？主要的定性方法是什么？主要的定性方法如下：(1)直接根据色谱保留值定性(2)根据相对保留值定性r21 (3)混合注射(4)多柱法(5)保留指数法(6)组合技术(7)选择性检测器(17)保留指数是什么保留指数使用保留指数作为定性指数的优点是什么？Advantage :准确度高，可根据固定相和柱温直接与文献值进行比较，无需使用标准样品。18.为什么在色谱定量分析中使用定量校正因子？然后取一定量的上述溶液进行色谱分析，得到标准样品的相应色谱图，并用峰高或峰面积绘制浓度图。当样品以直线通过原点进行分析时，在相同的色谱条

13、件下，制作标准曲线进行分析时，取相同量的样品，测量样品的响应信号后，通过标准曲线求出其百分比。该方法操作简单，适用于工厂控制分析和自动分析。然而，结果的准确性取决于注射量的再现性和操作条件的稳定性。19.常用的色谱定量方法有哪些？比较它们的优缺点和适用范围？2内标方法当只需测定样品中的少数成分或样品中的所有成分不能达到峰值时，可以使用内标方法。具体方法是：准确称取样品，加入一定量的纯物质作为内标，然后根据被测物和内标物色谱上相应的峰面积(或峰高)和相对校正因子进行色谱分析，计算出组分的含量。内标方法通过测量内标物和待测组分之间峰面积的相对值来计算。内标峰应与样品峰分开，并尽可能靠近待分析的成分

14、。内标方法的缺点是在样品中加入内标，这通常会导致分离困难。归一化法归一化法是将样品中所有成分的含量之和计算为100，并以其对应的色谱峰面积或峰高为定量参数，通过以下公式计算各成分的含量：从以上计算公式可以看出，使用该方法的条件是：色谱分离后，样品中的所有成分必须能够产生可测量的色谱峰。该方法的主要优点是：简单、准确；当操作条件(如注射量、流速等)不同时。)变化，它对分析结果的影响很小。这种方法通常用于常量分析，特别是对于因进样量少而难以精确测量体积的液体样品。20.在2m长的色谱柱上分析混合物，得到以下数据：苯、甲苯和乙苯的保留时间分别为120、22和31；半峰宽度为0.211厘米、0.291

15、厘米、0.409厘米。已知记录纸速度为1200毫米小时-1。计算色谱柱每个组件的理论塔板数和塔板高度。解决方案：当三种组分的保留值用记录纸上的距离表示时，它们是：苯：(1 20/60)(1200/10)/60=2.67厘米甲苯：(2 2 2/60)2=4.07厘米乙苯3360 (31/60) 2=6.03厘米，因此理论塔板数和1204.2，0.17厘米注：保留时间和半峰宽的单位应一致(厘米或分钟)。解决方案：(1)从图中可以看出，Tr2=17分钟，Y2=分钟，所以；n=16(-tr2/y2)2=16172=4624(2)tr1=tr1-TM=14-1=13分钟tr2=tr2tm=17-1=16分钟，相对保留值r21=tr2/tr1=16/13=1.233有效塔盘高度约为0.1厘米，可通过代入上述公式获得：L=102.2cm1m，22。当分析某个样品时，两种组分的相对保留值r21=1.11，色谱柱的有效塔板高度H=1毫米，完全分离需要多长时间？(1.5表示完全分离)，溶液：根据公式，L=3.665m，23。已知记录器的灵敏度为0.658毫伏厘米-1，记录纸速度为2厘米分-1，载气流速F0=68毫升分-1，样品注入量为12小时，0.5毫升的饱和苯蒸气