《仪器分析》复习题1.docx
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1、仪器分析复习题 第一章绪论 仪器分析主要有哪些分析方法请分别加以简述光分析法光谱法和非光谱法非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号.仅通过测量电磁幅射的某些 根本性质反射,折射.干射.衍射. 偏振等。光谱法则是以光的吸收.发射和拉曼散射等作用而建设的光谱方法。这类方法比照多.是主要的光分析方法。电分析化学方法以电讯号作为计量关系的一类方法,主要有五大类:电导、电位、电解、库仑及伏安色谱法物质在两相流动相和固定相中分配比的差异而进展别离和分析的方法,主要有气相色谱法和液相色 谱法.色谱法与现代各种分析方法连用.是解决复杂物质中各组分连续测定的有效途径。质谱法:根据物质质荷比质量与电荷的比值进展
2、定量、定性和构造分析的方法.是研究有机化合物构造的 有利工具。 热分析:依据物质的质量、体积、热导反响热等性质与温度之间的动态关系.该法可用于成分分析.但更多 于热力学、动力学和化学反响机理的研究.主要方法有热重量法.差热分析法、差示扫描电热法 放射分析:依据物质的放射性。同位素稀释法、活化分析法,放射性滴定法第二章色谱学根基1 .色谱分析法的最大特点是什么?它有哪些类型?色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保存值.因此保 存值可作为一种定性指标1 .用纯物质对照定性 2.用经历规律和文献值进展定性分析3 .根据相对保存值定性 4.根据保存指数
3、定性2 .绘一典型的色谱图,并标出进样点3、tR、t R.h、w1/2、W、。和基线。3 .试述塔板理论与速率理论的区别和联系。4 .从色谱流出曲线上通常可以获得哪些信息?5 .在色谱峰流出曲线上,两峰之间的距离取决于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?6 .试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。7 .为什么可用分辨率R作为色谱柱的总别离效能指标。8 .能否根据理论塔板数来判断别离的可能性为什么9 .色谱定性的依据是什么,主要有哪些定性方法。色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响应信号与溶质的量成正比的原理.通过色谱图上的面积或峰高.计算 样品中溶质的含量。1 .峰面积测量方
4、法 2.定量校正因子 3.常用的定量计算方法10 .色谱定量分析中为什么要用校正因子在什么情况下可以不用?色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系。但由于同一检测器对不同物质具有不同的响应值.即对不同物质. 检测器的灵敏度不同.所以两个相等量的物质得不出相等峰面积。或者说.一样的峰面积并不意味着相等物质的量。因 此.在计算时需将面积乘上一个换算系数.使组分的面积转换成相应物质的量.即wi=fiz Ai式中Wi为组分i的量,它可以是质量,也可以是摩尔或体积对气体;Ai为峰面积.千为换算系数,称为定量校正 因子。它可表示为fi,=Wi/Ai11 .用公式分析理论塔板数n、有效塔板数n有效与选择
5、性和别离度之间的关系。12 .样品中有a、b、c、d、e和千六个组分,它们在同一色谱柱上的分配系数分别为370、516、386、475、356和490, 请排出它们流出色谱柱的先后次序。13 .衡量色谱柱柱效能的指标是什么?衡量色谱柱选择性的指标是什么?固然增加柱长可使理论塔板数增大.但同时使峰宽加大,分析时间延长。因此.填充柱的柱长要选择适当。过长的柱 子.总别离效能也不一定高。一般情况下.柱长选择以使组分能完全别离.别离度到达所期望的值为准。具体方法是选择一根极性适宜.任意长度的色谱柱.测定两组分的别离度.然后根据 根本色谱别离方程式.确定柱 长是否适宜14 .某色谱柱柱长50m,测得某组
6、分的保存时间为4.59min,峰底宽度为53s,空气峰保存时间为30s。假设色谱峰呈正态 分布,试计算该组分对色谱柱的有效塔板数和有效塔板高度。15 .为什么同一样品中的不同组分之间不能根据峰高或峰面积直接进展定量分析?16 .名词解释:精细度、准确度.灵敏度、检出限、线性范围等灵敏度当一定浓度或一定质量的组分进入检测器.产生一定的响应信号R。以进样量Q单位:mg -3或g s-1 对响应信号(R)作图得到一条通过原点的直线。直线的斜率就是检测器的灵敏度S。因此.灵敏度可定义为信 号R对进入检测器的组分量Q的变化率线性范围在检测器呈线性时最大和最小进样量之比.或叫最大允许进样量浓度与最小检测量
7、浓度之比。检出限定义为:检测器恰能产生三倍于噪声信号时的单位时间单位:S引入检测器的样品量单位:g.或 单位体积单位:cm3载气中需含的样品量17 .指出以下哪些参数的改变会引起相对保存值的改变:柱长增加;更换固定相;降低柱温;加大色谱柱内 径;改变流动相流速。18 .对某一组分来说,在一定柱长下,色谱峰的宽窄主要取决于组分在色谱柱中的:保存值;分配系数;总浓度; 理论塔板数。请你选择正确答案.并说明原因。19 .组分A流出色谱柱需15min,组分B流出需25min,而不与固定相作用的物质C流出色谱柱需2min,计算:(1) 组分B在固定相中所消耗的时间(2) (2)组分B对组分A的选择因子a
8、 o(3) 组分A对组分B的相对保存值y A. B(4) 组分A在柱中的容量因子。20 .某色谱柱的理论塔板数为2500,组分a和b在该柱上的保存时间分别为25min和36min,求组分b的峰底宽。21 .从色谱图上测得组分x和y的保存时间分别为10. 52min和11.36min,两峰的峰底宽为0.38min和0. 48min,问该两峰 是否到达完全别离?22 .某色谱柱的理论塔板数为3600,组分A和B在该柱上的保存时间为27mm和30mm,求两峰的峰半宽和别离度。23 .用一个填充柱别离十八烷及2-甲基十七烷,该柱对上述两组分的理论塔板数为4200,测得它们的保存时间分别为15. 05m
9、in及14. 82min,求它们的别离度。第三章气相色谱法1 .简述气相色谱仪的别离原理和流程。气固色谱GSC:用多孔性固体为固定相别离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物气液色谱GLC:固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上.由于可供选择的固定液种类多.应选择性较好. 应用亦广泛2 .对固定液和担体的 根本要求是什么?假设何选择固定液?具有足够大的外表积和良好的孔穴构造,使固定液与试样的接触面较大.能均勺地分布成一薄膜,但载体外表积不宜太大.否则犹如吸附剂.易造成峰拖尾。外表呈化学惰性.没有吸附性或吸附性很弱.更不能与被测物起反响。热稳定性好。形状规则.粒度均匀.具有一定机械强度首
10、先是选择性好。固定液的选择性可用相对调整保存值 2.1 ,来衡量。对于填充柱一般要求2.11.15;对于毛细 管柱.2.化学稳定性好.润湿性好;在操作温度下呈液态.黏度越低越好;对试样各组分有适当的溶解能力;在操作温度下有较低蒸气压.热稳定性好.以免流失太快。i别离非极性物质:一般选用非极性固定液.这时试样中各组分按沸点次序流出.沸点低的先流出.沸点高的后流出。ii别离极性物质:选用极性固定液.试样中各组分按极性次序别离.极性小的先流出。极性大的后流出。i i i别离非极性和极性混合物:一般选用极性固定液.这时非极性组分先流出.极性组分后流出。Cvi别离能形成氢键的试样:一般选用极性或氢键型固
11、定液。试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先 后流出.不易形成氢键的先流出.最易形成氢键的最后流出。V复杂的难别离物质:可选用两种或两种以上混合固定液。iv对于样品极性情况未知的:一般用最常用的几种固定液做试验。表19-3列出了几种最常用的固定液。3 .热导检测器TCD、氢火焰离子化检测器(FID) .电子捕获检测器ECD的 根本原理是什么?它们各有什么特 占Q 八、热导检测器是根据不同的物质具有不同的热导系数原理制成的。热导检测器由于构造简单,性能稳定.几乎对所有物质 都有响应,通用性好.而且线性范围宽.价格廉价.因此是应用最广.最成熟的一种检测器。主要缺点:灵敏度较低。火焰离子化检
12、测器是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源.利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子.在外加的电场作用 下.使离子形成离子流.根据离子流产生的电信号强度.检测被色谱柱别离出的组分。它的特点是:灵敏度很高.比热导检测器的灵敏度高约103倍;检出限低.可达1072gS7;火焰离子化检测器能检测 大多数含碳有机化合物;死体积小.响应速度快.线性范围也宽.可达106以上;而且构造不复杂.操作简单,是目前应用 最广泛的色谱检测器之一。其主要缺点是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。电子捕获检测器也称电子俘获检测器.它是一种选择性很强的检测器.对具有电负性物质如含卤素、硫、磷、氟等的
13、 物质的检测有很高灵敏度检出限约1074g cm-3o它是目前分析痕量电负性有机物最有效的检测器。电子捕获 检测器已广泛应用于农药残留量、大气及水质污染分析.以及生物化学、医学、药物学和环境监测等领域中。它的缺 点是线性范围窄.只有103左右.且响应易受操作条件的影响.重现性较差。4 .气相色谱进样技术有哪些热导检测器(TCD)电子捕获检测器(ECD)火焰离子化检测器(FID)和火焰光度检测器(FPD)5 .判断以下情况对色谱峰峰形的影响:(1)样品不是迅速注入的;(2)样品不能瞬间气化;(3)增加柱长;(4)增加柱温。6 .气相色谱分析假设何选择柱温最高柱温使用限制因素是什么一般原则是:在使
14、最难别离的组分有尽可能好的别离前提下.采取适当低的柱温.但以保存时间适宜.峰形不拖尾为度。 具体操作条件的选择应根据实际情况而定。另外.柱温的选择还应考虑固定液的使用温度.柱温不能高于固定液的最高 使用温度.否则固定液挥发流失.对别离不利7 .何谓程序升温有何优点o对于宽沸程的多组分混合物.可采用程序升温法.即在分析过程中按一定速度提高柱温.在程序开场时.柱温较低.低 沸点的组分得到别离.中等沸点的组分移动很慢.高沸点的组分还停留于柱口附近;随着温度上升.组分由低沸点到高 沸点依次别离出来。8 .毛细管色谱柱的特点及毛细管色谱分析的优点9 .一甲胶、二甲胶、三甲胶的沸点分别为-6.7、7.4和
15、3.5。试推测它们的混合物在角鲨烷柱上和三乙醇胺柱 上各组分的流出顺序。第四章液相色谱法1 .影响高效液相色谱峰展宽的因素有哪些?2 .高效液相色谱仪一般可分为哪几个局部?试比照气相色谱和液相色谱的异同。高压输液系统.进样系统.别离系统和检测及数据处理系统。此外还配有辅助装置:如梯度淋洗.自动进样等I气相 色谱法分析对象只限于分析气体和沸点较低的化合物.它们仅占有机物总数的20%。对于占有机物总数近80%的那 些高沸点、热稳定性差、摩尔质量大的物质.目前主要采用高效液相色谱法进展别离和分析。(2)气相色谱采用流动相是惰性气体.它对组分没有亲和力.即不产生相互作用力.仅起运载作用。而高效液相 色
16、谱法中流动相可选用不同极性的液体.选择余地大.它对组分可产生一定亲和力.并参与固定相对组分作用的剧 烈竞争。因此.流动相对别离起很大作用.相当于增加了一个控制和改进别离条件的参数.这为选择最正确别离条件 提供了极大方便。(3)气相色谱一般都在较高温度下进展的.而高效液相色谱法则经常可在室温条件下工作。高效液相色谱法是吸取了气相色谱与经典液相色谱优点.并用现代化手段加以改进.因此得到迅猛的开展。目前 高效液相色谱法已被广泛应用于分析对生物学和医药上有重大意义的大分子物质.例如蛋白质、核酸、氨基酸、多 糖类、植物色素、高聚物、染料及药物等物质的别离和分析。高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效别离分
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