仪器分析第四版课后题答案.pptxVIP

第二章 习题解答 1.简要说明气相色谱分析的基本原理 借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。 气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而 实现分离 。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解 、挥 发（气液色谱） ， 或吸附 、解吸过程而相互分离 ， 然后进 入检测器进行检测。 2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用? 气路系统． 进样系统 、分离系统 、温控系统以及检测和记 录系统 . 气相色谱仪具有一个让载气连续运行 管路密闭的气路系 统 . 进样系统包括进样装置和气化室． 其作用是将液体或固体 试样 ， 在进入色谱柱前瞬间气化， 然后快速定量地转入到色谱柱中 . 3. 当下列参数改变时 : (1)柱长缩短, (2)固定相改变, (3)流动 相流速增加, (4)相比减少,是否会引起分配系数的改变?为 什么? 答 : 固定相改变会引起分配系数的改变, 因为分配系数只于组 分的性质及固定相与流动相的性质有关. 所以（ 1） 柱长缩短不会引起分配系数改变 （ 2） 固定相改变会引起分配系数改变 （ 3） 流动相流速增加不会引起分配系数改变 （4） 相比减少不会引起分配系数改变 4. 当下列参数改变时 : (1)柱长增加, (2)固定相量增加, (3)流动 相流速减小, (4)相比增大,是否会引起分配比的变化?为什么? 答 : k=K/b,而b=VM/VS ,分配比除了与组分,两相的性质,柱 温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关. 故 : (1)不变化, (2)增加, (3)不改变, (4)减小 5.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择. 解 :提示 :主要从速率理论(van Deemer equation)来解释, 同时考虑流速的影响 选择最佳载气流速 .P13-24 。 （ 1） 选择流动相最佳流速 。 （ 2） 当流速较小时 ， 可以选择相对分子质量较大的载气（如N2 ,Ar) ， 而当流 速较大时 ， 应该选择相对分子质量较小的载气（如H2 ,He) , 同时还应该考虑载 气对不同检测器的适应性 。 （ 3） 柱温不能高于固定液的最高使用温度 ， 以免引起固定液的挥发流失 。 在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下 ， 尽可能采用较低的温度 ， 但 以保留时间适宜 ， 峰形不拖尾为度 。 （4） 固定液用量： 担体表面积越大 ， 固定液用量可以越高 ， 允许的进样量 也越多 ， 但为了改善液相传质 ， 应使固定液膜薄一些 。 （ 5） 对担体的要求： 担体表面积要大 ， 表面和孔径均匀 。 粒度要求均匀 、 细小（但不宜过小以免使传质阻力过大） （ 6 进样速度要快 ， 进样量要少 ， 一般液体试样0 . 1~ 5uL ,气体试样 0 . 1 10mL . (7)气化温度： 气化温度要高于柱温30-70℃ 。 6.试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u 曲线有何用途? 曲线的形状主要受那些因素的影响? 解 :参见教材P14- 16 A 称为涡流扩散项 , B 为分子扩散项 ， C 为传质阻力项。 下面分别讨论各项的意义： (1) 涡流扩散项 A 气体碰到填充物颗粒时 ， 不断地改变流动方向 ， 使试样 组分在气相中形成类似“涡流 ”的流动 ， 因而引起色谱的扩张 。 由于 A= 2λdp ， 表明 A 与填充物的平均颗粒直径dp 的大小和填充的不均匀性 λ 有关 ， 而与载气性质 、线速度和组分无关 ， 因此使用适当细粒度和颗 粒均匀的担体 ， 并尽量填充均匀 ， 是减少涡流扩散 ， 提高柱效的有效途 径。 (2) 分子扩散项 B/u 由于试样组分被载气带入色谱柱后 ， 是以“塞子 ”的形式存 在于柱的很小一段空间中 ， 在“塞子 ”的前后 ( 纵向 ) 存在着浓差而形成浓度梯 度 ， 因此使运动着的分子产生纵向扩散 。而 B=2rDg r 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数 ( 弯曲因子 ) ， D g 为组 分在气相中的扩散系数 。分子扩散项与 D g 的大小成正比 ， 而 D g 与组分及载气 的性质有关： 相对分子质量大的组分 ， 其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载 气相对分子质量的平方根 ， 所以采用相对分子质量较大的载气 ( 如氮气 ) ， 可使 B 项降低 ， D g 随柱温增高而增加 ， 但反比于柱压 。弯曲因子 r 为与填充物有关 的因素。 (3) 传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g和液相传质阻力系数 C 1 两项。 所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程