仪器分析期末试题及答案终极版.doc

1、12气相色谱分析（GC） .22.1 分配系数与分配比随各参数的改变情况： .22.2 让色谱峰变窄的因素： .32.3 理论塔板数求算公式、最短柱长求算公式、相对保留值 .42.4 分配比及分离度的求算 .62.5 浓度型检测器灵敏度求算（用流量 mL/min、峰面积 mVmin、进样量 mg ） .62.6 用速率方程的 ABC 求最佳流速和最小塔板高度 .72.7 求未知峰保留指数（用未知峰及两已知峰的调整保留时间） .82.8 知所有组分的峰面积及校正因子，求各组分质量分数 .92.9 知部分组分及内标物的峰面积及响应值，知试样及内标物加入质量，求指定组分的质量分数 .102.10 知

2、所有组分的峰高、半峰宽及校正因子，求各组分质量分数 .112.11 以某一组分为标准，知各组分的峰高及质量，求各组分的峰高校正因子 .122.12 气相色谱分析基本原理 .122.13 气相色谱仪基本设备 .122.14 为什么可用分离度 R 作为色谱柱的总分离效能指标 .132.15 能否根据理论塔板数来判断分离的可能性 .132.16 试以塔板高度 H 做指标，讨论气相色谱操作条件的选择 .132.17 试述“相似相溶” 原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。 .132.18 对担体和固定液的要求分别是什么 .142.19 有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围? .

3、142.20 习题与答 案 .153.高效液相色谱分析（HPLC） .173.1 在液相色谱中, 提高柱效的途径有哪些?其中最有效的途径是什么? .173.2 何谓正相色谱及反相色谱？在应用上有什么特点？ .173.3 何谓化学键合固定相？它有什么突出的优点？ .183.4 何谓梯度洗提？它与气相色谱中的程序升温有何异同之处？ .183.5 高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处？ .183.6 习题与答案 .184. 电位分析法 .214.1 已知温度下，知装有标准溶液的电池电动势（标准溶液 pH 值已知） ，由电动势求电池溶液的 pH.214.2 标准加入法 .214.3 由电

4、极的选择性系数求相对误差 .224.4 何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用 .234.5 为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？ .234.6 为什么一般来说，电位滴定法的误差比电位测定法小？ .234.7 习题及答案 .2328.原子吸收光谱分析（AAS） .268.1 求检出限 .268.2 标准加入法 .268.3 锐线光源 .278.4 原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？.278.5 背景吸收和基体效应都与试样的基体有关，试分析它们的不同之处 .2786 应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？进行定量分析有哪些

5、方法？试比较它们的优缺点 .278.7 练习题及答案 .289.紫外吸收光谱分析（UV） .309.1 何谓助色团及生色团？试举例说明 .309.2 在有机化合物的鉴定及结构推测上，紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点 .309.3 紫外及可见分光光度计与可见分光光度计比较，有什么不同之处 .309.4 练习题及答案 .302气相色谱分析（GC）2.1 分配系数与分配比随各参数的改变情况：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

6、3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)减小分配系数 K 只和组分及两相性质有关，而柱温、柱压会影响性质（如气体组分在两相的溶解度与柱温柱压都有关） ，而柱长、流速、相

7、比无法影响分配系数；分配比（容量因子、容量比）k 等于分配系数除以相比，即能影响分配比的参数除了能影响分配系数的参数外，只有相比。 （有一道选择题选分配系数与之有关的因素，不选温度和压强）2.2 让色谱峰变窄的因素：7. 当下述参数改变时: (1)增大分配比 ,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么?答:(1)保留时间延长,峰形变宽(2)保留时间缩短,峰形变窄(3)保留时间延长,峰形变宽(4)保留时间缩短,峰形变窄课本 P22 有讨论到柱温的升高与保留时间及峰宽的关系，课本 P19 在讨论分离度与柱效的关系时提到增加柱长与保留时间及峰宽的关系等

8、。,k 值增大也对分离有利,但 k 值太大会延长分离时间42.3 理论塔板数求算公式、最短柱长求算公式、相对保留值21.在 一 根 3m长 的 色 谱 柱 上 ， 分 离 一 样 品 ， 得 如 下 的 色 谱 图 及 数 据 ：（ 1） 用 组 分 2计 算 色 谱 柱 的 理 论 塔 板 数 ；（ 2） 求 调 整 保 留 时 间 tR1及 t R2；（ 3） 若 需 达 到 分 辨 率 R=1.5， 所 需 的 最 短 柱 长 为 几 米 ？解 ： （ 1） 从 图 中 可 以 看 出 ， tR2=17min, Y2=1min,所 以 ； n = 16(-tR2/Y2)2 =16172

9、= 4624(2) t R1= tR1- tM=14-1=13mint R2=tR2 tM= 17-1 = 16min(3) 相 对 保 留 值 a = tR2/tR1=16/13=1.231根 据 公 式 ： L=16R2(1.231/(1.231-1)2 Heff通 常 对 于 填 充 柱 ， 有 效 塔 板 高 度 约 为 0.1cm, 代 入 上 式 ， 得 ：L=102.2cm 1m理 论 塔 板 数 n=5.54(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)2求 有 效 塔 板 数 及 有 效 塔 板 高 度 用 保 留 时 间另外一道求理论塔板数的题520.在 一 根 2 m长 的 色

10、谱 柱 上 ,分 析 一 个 混 合 物 ,得 到 以 下 数 据 :苯 、 甲 苯 、 及 乙 苯 的 保 留 时 间 分 别 为 120“, 22”及 31“； 半峰 宽 为 0.211cm, 0.291cm, 0.409cm， 已 知 记 录 纸 速 为1200mm.h-1, 求 色 谱 柱 对 每 种 组 分 的 理 论 塔 板 数 及 塔 板 高 度 。解 ： 三 种 组 分 保 留 值 用 记 录 纸 上 的 距 离 表 示 时 为 ：苯 ： （ 1+20/60） （ 1200/10） /60=2.67cm甲 苯 ： (2+2/60) 2=4.07cm乙 苯 : (3+1/60)

11、2=6.03cm故 理 论 塔 板 数 及 塔 板 高 度 分 别 为 ： cnLHYtR 23.0)(5.09.87/2981(54.521 苯苯甲 苯 和 乙 苯 分 别 为 ： 1083.7,0.18cm; 1204.2,0.17cm注意前后两题求理论塔板数使用的分别为半峰宽和峰宽。另外一道求最短柱长的题22.分 析 某 种 试 样 时 ， 两 个 组 分 的 相 对 保 留 值 r21=1.11, 柱 的有 效 塔 板 高 度 H=1mm， 需 要 多 长 的 色 谱 柱 才 能 完 全 分 离 ？)1(41efHLR解 ： 根 据 公 式得 L=3.665m分离度 R=1.5 代表完

12、全分离；在这里展示的是求最短柱长公式的原形：以柱长、有效塔板高度及相对保留值求分离度 R 的公式。62.4 分配比及分离度的求算25. 丙 烯 和 丁 烯 的 混 合 物 进 入 气 相 色 谱 柱 得 到 如 下 数 据 ：0.20.81.00.53.54.8空 气丙 烯 (P)丁 烯 (B)峰 宽 /min保 留 时 间 /min组 分计 算 ： （ 1） 丁 烯 的 分 配 比 是 多 少 ？ （ 2） 丙 烯 和 丁 烯 的 分 离度 是 多 少 ？解 ： （ 1） kB= tR(B)/tM=(4.8-0.5)/0.5=8.6(2) R = tR(B)-tR(P)2/(YB+YP)=(

13、4.8-3.5) (1.0+0.8)=1.442.5 浓度型检测器灵敏度求算（用流量 mL/min、峰面积mVmin、进样量 mg ）灵敏度求算公式在 P44：Sc=q v,0A/m。q-色谱出口流量 mL/minA-峰面积 mVminm-进样量 mg Sc-灵敏度 mVmL/mg 723.已 知 记 录 仪 的 灵 敏 度 为 0.658mV.cm-1,记 录 纸 速 为 2cm.min-1,载气 流 速 F0=为 68mL.min-1,进 样 量 12 时 0.5mL饱 和 苯 蒸 气 ， 其 质量 经 计 算 为 0.11mg， 得 到 的 色 谱 峰 的 实 测 面 积 为 3.84c

14、m2.求 该 检测 器 的 灵 敏 度 。 1021 .82.7mLVmAFcS解 ： 将 c1=0.658mV.cm-1,c2=1/2min.cm-1,F0=68mL.min-1, m=0.11mg代 入 下 式 ： 即 得 该 检 测 器 的 灵 敏 度 ：本题用 c1(mV/cm)与 c2(min/cm)把 A 的单位(cm 2)修正为 mVmin2.6 用速率方程的 ABC 求最佳流速和最小塔板高度26.某 一 气 相 色 谱 柱 ， 速 率 方 程 中 A, B, C的 值 分 别 为 0.15cm, 0.36cm2.s-1和 4.3 10-2s， 计 算 最 佳 流 速 和 最 小

15、 塔 板 高 度 。解 ： uopt = (B/C)1/2 =(0.36/4.3 10-2)1/2=2.89cm.s-1Hmin = A + 2(BC)1/2 = 0.15 + 2 (0.36 4.3 10-2)1/2 = 0.40cm82.7 求未知峰保留指数（用未知峰及两已知峰的调整保留时间）27.在 一 色 谱 柱 上 ， 测 得 各 峰 的 保 留 时 间 如 下 ：15.417.913.9 .tR/min未 知 峰壬 烷辛 烷空 气组 分求 未 知 峰 的 保 留 指 数 。解 ： 将 有 关 数 据 代 入 公 式 得 ：I = (log14.8 log13.3)/(log17.3

16、-log13.3)+8 100=840.64公式是 I=(logXilogXz)/(logXz+1logXz) +z100X-保留值（可用调整保留时间、调整保留体积）i-被测物；z、z+1-有 z 及 z+1 个碳原子数的正构烷烃92.8 知所有组分的峰面积及校正因子，求各组分质量分数29.测 得 石 油 裂 解 气 的 气 相 色 谱 图 （ 前 面 四 个 组 分 为 经 过 衰 减 1/4而 得 到 ） ， 经 测 定 各 组 分 的 f 值 并 从 色 谱 图 量 出 各 组 分 峰 面 积 为 ：47.31.362501.28771.052781.004.51.002140.7434

17、0.84峰 面 积校 正 因 子 f丙 烷丙 烯乙 烷乙 烯二 氧 化 碳甲 烷空 气出 峰 次 序用 归 一 法 定 量 ， 求 各 组 分 的 质 量 分 数 各 为 多 少 ？解 ： 根 据 公 式 ： %1010i iiifAmw68.247 36.14728.504.170.284.54. i故 ： CH4, CO2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8的 质 量 分 数 分 别 为 ：wCH4 =(2140.74 4/2471.168 )100%=25.63%wCO2 =(4.5 1.00 4/2471.168 )100% =0.73%wC2H4 =(278 4 1.00

18、/2471.168) 100% =45.00%wC2H6 =(77 4 1.05/2471.168 )100% =13.09%wC3H6 = (250 1.28 /2471.168)100%=12.95%wC3H8 =(47.3 1.36/2471.68 )100%=2.60%空气为流动相，不是组分，所以在计算组分内某物质的质量分数时没被包括。102.9 知部分组分及内标物的峰面积及响应值，知试样及内标物加入质量，求指定组分的质量分数30.有 一 试 样 含 甲 酸 、 乙 酸 、 丙 酸 及 不 少 水 、 苯 等 物 质 ， 称 取此 试 样 1.055g。 以 环 己 酮 作 内 标 ，

19、 称 取 环 己 酮 0.1907g， 加 到试 样 中 ， 混 合 均 匀 后 ， 吸 取 此 试 液 3L进 样 ， 得 到 色 谱 图 。从 色 谱 图 上 测 得 各 组 分 峰 面 积 及 已 知 的 S值 如 下 表 所 示 ：42.40.9381331.0072.60.5621.4.80.261峰 面 积响 应 值 S丙 酸环 己 酮乙 酸甲 酸求 甲 酸 、 乙 酸 、 丙 酸 的 质 量 分 数 。解 ： 根 据 公 式 ：求 得 各 组 分 的 校 正 因 子 分 别 为 ：3.831; 1.779; 1.00; 1.07代 入 质 量 分 数 的 表 达 式 中 得 到 各 组 分 的 质 量 分 数 分 别 为 ：w甲 酸 (14.8/133)(0.1907/1.055) 3.831 100% = 7.71%w乙 酸 = (72.6/133) (0.1907/1.055) 1.779 100% = 17.55%w丙 酸 (42.4/133) (0.1907/1.055) 1.07 100% = 6.17%/1 %0sfmAfwsii及