仪器分析习题及答案

仪器分析习题及答案

一、光学分析法引论习题及答案 1. 对下列的物理量单位进行换算： （1）150pm X射线的波数（cm-1）； （2）670.7nm Li线的频率（Hz）； （3）3300cm-1波数的波长（μm）； 2.计算下列电磁辐射的频率（Hz）、波数（cm-1）及光量子的能量（用电子伏eV、尔格erg及千卡/摩尔表示）：

（1）波长为589.0nm的钠D线； （2）在12.6μm的红外吸收峰。

3. 将波长443nm的光通过折射率为1.329的甲醇溶液时，试计算： （1）在甲醇溶液中的传播速度； （2）频率； （3）能量（J）； （4） 周期（s）。

4. 辐射通过空气（n=1.00027）与某玻璃（n=1.7000）界面时，其反射损失的能量大约有多少？

5. 何谓光的二象性？何谓电磁波谱？

6.请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。

7. 光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？ 1. 答：(1) 2. 答： (1)(2)

3. 答：（1）（4）

。

；（2）

；（3）

；

；（2）

；（3）3.03μm。

4. 答：6.7%

5. 答： 光的二象性：光同时具有波动和粒子两种属性的性质。

电磁波谱：将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来的图表。 6. 答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。 波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。

二、紫外-可见分光光度法习题及答案

1. 分子能发生n－σ*跃迁，为227nm(ε为900)。试问：若在酸中测量时，该吸收峰会怎样变化？为什么？ 2. 某化合物的

为305nm，而

为307nm。试问：引起该吸收的是n－π*

还是π－π*跃迁？

3. 试比较下列各化合物最大吸收峰的波长大小并说明理由。

(a)

(b)

(d) (c)

4. 若在下列情况下进行比色测定，试问：各应选用何种颜色的滤光片？(1) 蓝色的Cu(Ⅱ)－NH3配离子；

(2) 红色的Fe(Ⅲ)－CNS－配离子；

(3) Ti(Ⅴ)溶液中加入H2O2形成黄色的配离子。 5. 排列下列化合物的6.

及

的顺序：乙烯、1,3,5－己三烯、1,3－丁二烯。

基化氧(4－甲基戊烯酮，也称异丙又丙酮)有两种异构体，其结构为：

(A)CH2=C(CH3)－CH2－CO(CH3),(B)CH3－C(CH3)=CH－CO(CH3)。它们的紫外吸收光谱一个

为235nm(ε为12000)，另一个在220nm以后无强吸收。判

别各光谱属于何种异构体？

7. 紫罗兰酮有两种异构体，α异构体的吸收峰在228nm(ε＝14000)，β异构体吸收峰在296nm(ε＝11000)。该指出这两种异构体分别属于下面的哪一种结构。

(Ⅰ)

1. 答：n－σ*跃迁产生的吸收峰消失 2. 答：为π－π*跃迁引起的吸收带 3. 答：d > c > a > b 4. 答：(1)黄色；（2）蓝绿色；（3）蓝色 5. 答：1,3,5－己三烯 > 1,3－丁二烯 > 乙烯

6.答： 7. 答：I为β，II为α

三、红外光谱法习题及答案

1．在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为 ( ) A KBr 晶体在 4000～400cm-1 范围内不会散射红外光

B KBr 在 4000～400 cm-1 范围内有良好的红外光吸收特性 C KBr 在 4000～400 cm-1 范围内无红外光吸收

D 在 4000～400 cm-1 范围内，KBr 对红外无反射 2. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) A 玻璃 B 石英

C 卤化物晶体 D 有机玻璃

3.并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( ) A 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 B 分子中有些振动能量是简并的

C 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 D 分子某些振动能量相互抵消了

4．在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O 伸缩振动频率出现最高者为 ( ) A 气体

B 正构烷烃 C 乙醚 D 乙醇

5. 水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) A 2 个，不对称伸缩 B 4 个，弯曲

C 3 个，不对称伸缩 D 2 个，对称伸缩

6. 在以下三种分子式中 C＝C 双键的红外吸收哪一种最强? (1) CH3- CH = CH2 (2) CH3- CH = CH - CH3（顺式） (3) CH3- CH = CH - CH3（反式） ( ) A （1） 最强 B (2) 最强 C (3) 最强 D 强度相同

7. 以下四种气体不吸收红外光的是 ( ) A H2O B CO2 C HCl D N2

8. 某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为 ( )

A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 C 分子振动-转动能级的跃迁 D 分子外层电子的能级跃迁

9. 试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰, 频率最小的是 ( )

A C-H B N-H C O-H D F-H

10. 下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( )

A 凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的

B 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的

C 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动

D 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是 11. 两个能量间距为DE的能级，热平衡时较高能级和较低能级的布局数之比由Boltzmann分布描述： 较高能级布局数 / 较低能级布局数 = e -DE /kT 式中k为Boltzmann常数（1.38x10-23m2×kg×s-2×K-2）。拉曼线的强度正比于跃迁起始态的分子数。如果各种因素相同，试计算在300K时，CCl4在218 cm-1和459 cm-1处的反Stokes线和Stokes线的强度之比。Plank常数h为6.63x10-34 m2×kg×s-1。 12. 25°C下大多数分子处于基态(v = 0)。(a)利用Boltzmann公式计算HCl分子激发态与基态 分子布局数之比：N(v = 1) / N(v = 0)及N (v = 2) / N(v = 0)。HCl分子的基频为2885 cm-1。(b)利用(a)的结果计算v = 1至v = 2以及v = 2至v = 3跃迁时相对于v = 0至v = 1跃迁的强度。

13. 环己酮在5.86 mm处的红外峰最强，并且在此波长下其吸光度与浓度呈线性关系。(a)选择什么溶剂有利于在该波长下对环己酮进行定量？(b)浓度为2.0 mg /ml环己酮在该溶剂中的溶液其吸光度为0.40，液池厚度为0.025 mm。如果噪声为0.001个吸光度单位，则该条件下环己酮的检测限是多少？ 1. C 2. D 3. B 4.A 5.C 6. A 7. D 8. B 9. A 10. C

五、分子发光分析法习题及答案

1.试从原理和仪器两个方面比较分子荧光磷光和化学发光的异同点。

2.何为荧光（磷光）的激发光谱和发射光谱？如何绘制？它们有何异同点？ 3.有机化合物的荧光与其结构有何关系？ 4.解释下列术语： （1）荧光量子产率；（2）荧光猝灭；（3）系间跨越；（4）振动弛豫；（5）重原子效应。

5.写出荧光强度的数学表达式，说明式中各物理量的意义。影响荧光强度的因素是什么？

6.试解释荧光分析法比紫外－可见分光光度法灵敏度高的原因。 7.下列各组化合物或不同条件中，预期哪一种荧光产率高？为什么？ (1)

偶氮苯

(2) pH=3及pH＝10时的苯胺

二氮杂菲

(3)

(4) pH=3及pH＝10时的苯胺

8.提高磷光测定灵敏度的方法有哪些？

9.化学发光分析法有哪些特点？能发生化学发光的化学反应必须具备哪些主要条件？

10.若一种化合物能发射荧光和磷光，则该化合物吸收光谱、荧光发射光谱、磷光发射光谱最大波长的顺序如何？为什么？

11.核黄素的吸收光谱（实线）和荧光光谱（虚线）如图14.18所示。进行荧光分析时，选择的激发波长和发射波长各为多少？

12.根据萘和菲的光谱图（14.19, 20），设计一分析方法测定混合物中的萘和菲。

还原，则阴极电位E必须控制在

A．aa E．E

10 若在溶液中含有下列浓度的离子，以Pt为电极进行电解，首先在阴极上析出的是：

A．0.01(=0.799)； B．2 (=0.337)； C．1 (=-0.128)； D．0.1 (=-0.763)； E．0.2 (=-0.1.18)；

11 在0.5 溶液中，电解0.100 溶液，使之开始电的理解分压(单位:V )为(已知: =0.337V; =1.23V)

A．0.307 B．0.913 C．0.922 D．1.527 E．1.536

12.以0.500A电流通入某 溶液0.25，如果电流效率为100％，要阴极上析出锌的质量(单位:g)为：

A．8.47×10 B．2.54×10 C．5.08×10 D．0.152 E．0.304

13.用两支铂电极组成一电解池，电解池的内阻为0.50，铂电极的面积均为150，将两支铂电极分别插入200 1.00 和1 溶液进行电解，如果通入的电解电流为1.50A，开沉积 时，需要的外加电压(单位:V)为： A．0.89 B．1.64 C．2.08 D．2.49 E．3.17

14:电解浓度不0.01 和1 离子的硫酸盐溶液([H =1])，外加电压控制在下列哪个范围内，才能完全析出，而留在溶液中(已知: =0.337V, =+0.45, =1.23V)？

A．0.55～0.785V B．0.68～1.02V C．1.02～1.26 D．1.02～1.36V E．1.02～1.54V

十三、伏安法和极谱法习题及答案

1.伏安和极谱分析时一种特殊情况下的电解形式，其特殊表观在哪些方面？ 2.极谱分析法采用的滴汞电极具有哪些特点？在极谱分析法中为什么常用三电极系统？

3.简单金属离子和金属配合物离子的极谱波方程式有何不同？为何利用配合物离子的极谱波方程求配合物的n.p.K？ 4.何谓半波电位？它有何性质和用途？

5.何谓极谱扩散电流方程式(也称尤考维奇方程式)？式中各符号的意义及单位是什么？

6.影响极谱扩散电流的因素是什么？极谱干扰电流有哪些？如何消除？ 7.极谱的底液包括哪些物质？其作用是什么？

8.直流极谱法有哪些局限性？应从哪些方面来克服这些局限性？

9.试比较单扫描极谱法及循环伏安法的原理、特点和应用等方面的异同点。 10.试述脉冲极谱法的基本原理，为什么示差脉冲极谱法的灵敏度较高？ 11.极谱催化波有哪些类型？各类催化波产生的过程有何不同？

12.试述溶出伏安法的基本原理及分析过程，解释溶出伏安法灵敏度比较高的原因。

13.列举判断极谱电极过程可逆性的方法。 14.在

的

的底液中，测得浓度为

溶液的极限扩散

电流为计算15.在

，并测得滴汞电极滴下10滴汞的时间为t=43.25s，质量为84.7mg.。的扩散速度及扩散电流常数。

溶液中氧的浓度为，在滴汞电极的

，扩散系数为

时，

测得16.

在

。问在此条件下氧被还原为什么状态？写出电极反应方程式。

溶液还原为

乙二胺（en）同时存在时，时，

的可逆波

，当有

向负方向位移0.052V，当en浓度为

和配合离子的D相近）。请

又向负方向移动0.059V（设

计算17.

与en的配合比及稳定常数。 在滴汞电极上的还原反应：

在子的可逆波

介质中，值如下： 0.00 -0.586 -0.719 -0.743 与不同浓度X-所形成的配合离

-0.778 -0.805 试用作图法求配合物的化学式及稳定常数。 18.在

溶液中，

在滴汞电极上还原得一极谱波（可近似为

，毛细管常数为。而在

。试计算反应的n及

时测得电流值。

，

。

可逆波处理）。当其浓度为为1.10V(Vs.SCE)时，测得已知

的

19.某可逆极谱波的电极反应为：

在pH为2.56的缓冲介质中，测得其

为-0.349V。计算在pH为1.00、3.50和

7.00 时的。

的

20.用电流极谱法测定某试样中Pb的含量。1.00g试样溶解后加入5mL

溶液，少量

和0.5%的动物胶，定容为50.00mL。移取10.00mL该试

，极限电流为

。然

液在-0.2~-1.0V向记录极谱波。测得残余电流为后再加入0.50ml，

的

标准溶液，在同样条件下测得极限电流为

、动物胶的作用

。试计算试样中Pb的百分含量并说明加入

14.答：

15.答：n=4，即负二价 16.答：1：3，17.答：

；I=4.38

18.答：3，-0.85

19.答：-0.200V，-0.408V，-0.615V 20.答：0.156%

十五、其他电分析方法和电分析化学的新发展习题 直接电导法的应用有哪些方面？ 2.影响电导测量的因素有哪些？ 3.简述何谓超微电极？

4.何谓卷积伏安法？它有何性质和用途？

5.举例说明化学修饰电极在选择性富集分离中的应用 1.答：a. 高纯水质的测定 纯水的电导率 5x10-8 S/cm b. 强电解质溶液总浓度的测定 土壤,海水的盐度 c. 大气污染物测定

SO3 NO2, 吸收后测量电导变化 2.答： (1) 温度的影响

温度升高, 粘度降低,电导增大.每升高1度，约增加2% (2) 溶剂的影响

25°C 蒸馏水电导率：0.8～1.0 mS/cm 进一步纯化后电导率： 0.03～0.06 mS/cm

十六、色谱法引论习题及答案

假如一个溶质的分配比为0.2，则它在色谱柱的流动想中的百分率是多少？ 2.对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱

中的

A．保留值 B．扩散速度 C．分配比 D．理论塔板数 3.载体填充的均匀程度主要影响

A．涡流扩散相 B．分子扩散 C．气相传质阻力 D．液相传质阻力

4.若在1m长的色谱柱上测得分离度为0.68，要使它完全分离，则柱长至少应为多少米？

5.在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（tR）6.6min，峰底宽（Y）0.5min，死时间（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL，求：(提示：流动相体积，即为死体积) （1） 分配容量k （2） 死体积Vm （3） 调整保留时间 （4） 分配系数

（5） 有效塔板数neff （6） 有效塔板高度Heff

6.已知组分A和B的分配系数分别为8.8和10，当它们通过相比β=90的填充时，能否达到基本分离（提示：基本分离Rs=1）

7.某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上分离效果却很差，试分析原因。

8.根据Van Deemter方程，推导出A、B、C常数表示的最佳线速uopt和最小板高Hmin。

1.答：∵ k = ns/nm=0.2 ∴nm= 5ns

nm/n×100% = nm/(nm+ns)×100% = 83.3% 2.答：B.扩散速度

色谱峰的宽窄主要与色谱动力学因素有关。 3.答：A．涡流扩散相

范氏方程中涡流扩散相A=2λdp，λ为填充不规则因子。 4.答：∵ L2=(R2/R1)2 L1 完全分离R2=1.5 L2=(1.5/0.68)2×1=4.87(m)

5.答：(1)分配比k = tR'/tm = (6.6-1.2)/1.2=4.5 (2) 死体积Vm = tmoFc = 1.2×40 = 48mL

(3) 调整保留时间 VR'= (tR-tm) oFc = (6.6-1.2)×40 = 216mL (4) 分配系数K=koβ=(Vm/Vs)=4.5×(48/2.1)=103

(4) 有效塔板数neff = 16×( tR'/Y)2=16×[(6.6-1.2)]2=1866 (5) 有效塔板高度Heff =L/neff=2×1000/1866=1.07mm 6.答：α= KB/KA = 10/8.8 = 1.14 k = KB/β= 10/90 = 0.11

由基本分离方程式可推导出使两组分达到某一分离度时，所需的理论塔板数为 nB = 16Rs2[α/(α-1)]2[(1 + kB)/kB]2 =16×12[1.14/(1.14 - 1)]2[(1 + 0.11)/0.11]2 =16×66.31×101.83 = 1.08×105

因为计算出的n比较大，一般填充柱不能达到，在上述条件下，A、B不能分离。 7.答：理论塔板数n是通过保留值来计算的，没考虑到死时间的影响，而实际上死时间tm对峰的影响很大，特别是当k≤3时，以导致扣除死时间后计算出的有

效塔板数neff很小，有效塔板高度Heff很大，因而实际分离能力很差。 8.答：Van Deemter最简式为：H = A + B/u + Cu （1） 将上式微分得：dH/du = -B/u2 + C = 0 （2） 最佳线速：uopt=（B/C）1/2 （3）

将（3）式代入（1）式的最小板高：Hmin = A + 2(BC)1/2

十七、气相色谱法习题及答案

1.气相色谱采用双柱双气路流程有什么用？

1. 答：气相色谱采用双柱双气路流程主要用于程序升温分析，它可以补偿由于升温过程中载气流量不稳、固定液流失等使检测器产生的噪声及基线漂移，从而提高稳定性

2.用热导池检测器时，为什么常用H2和He作载气而不常用氮气作载气？

2. 答：根据热导池检测器的检测原理，载气与待测组分的导热系数相差愈大，则灵敏度愈高，有一般组分的导热系数都比较小，而氢气、氦气导热系数最大，0℃时，

，故选用热导系数大的H2和

He作载气，灵敏度比较高。另外载气热导系数大，在相同的桥电路电流下，热丝温度较低，桥电流可以升高。如果用氮气作载气，除了由于氮和被测组分导热系数差别小(0℃时

)使热导池检测灵敏度低以外，还常

常由于二元体系导热系数呈非线性等原因，有时会出现不正常的色谱峰如倒峰，Ｗ峰等。

3.简述热导池检测器的设计原理。 3. 答：（1）每种物质都具有导热能力，欲测组分与载气有不同的导热系数； （2）热敏元件（金属热丝）具有电阻温度系数； （3）利用惠斯登电桥测量等设计原理。

4.在使用火焰光度检测器时，为什么要保持富氢火焰？

4. 答：所谓的富氢火焰指供给的氢气量远超过化学计量，即H2:O2>3：1，根据火焰光度检测器检测硫、磷的机理，有相当浓度的氢存在才能使SO2还原成S，还原的S在390℃生成激发态的硫分子S*，返回基态时发射出350-430nm的特征光谱。磷需要在富氢火焰还原成化学发光的HPO，因此在使用火焰光度检测器首先要保证火焰为富氢火焰，否则无激发光谱产生，灵敏度很低，无法检测。 5.什么原因使电子捕获检测器的基始电流下降，如何克服？ 5. 答：引起电子捕获检测器基始电流下降有三个主要原因： （1）放射源流失。

（2）电极表面或放射源的污染、固定相的流失、高沸点组分的冷凝都会污染放射源。

（3）载气中的氧气及其电负性物质会捕获电子而使基流下降。 克服办法：

（1）采用纯度高于99.99%高纯氮气作载气。 （2）管路要严密防止泄露。 （3）检测器温度应高于柱温。 （4）新填装的柱子必须在最高允许温度下，以高的载气流速连续老化24h以上。 （5）使用电子捕获检测器时，柱温要远低于固定液的最高使用温度。对已污染

的检测器，采用增高检测器温度，通高纯氮烘或选择合适溶剂在超声波清洗器中清洗数小时，再用清水洗静、烘干。

6.用气相色谱法氢火焰检测器某石油化工厂用生化处理废水酚的浓度，记录仪灵敏度为0.2mV/cm，记录仪纸速10mm/min，苯酚标样浓度1mg/mL，进样量3μL，测量苯酚峰高115mm，峰半高宽4mm，2倍噪音信号为0.05mV，计算: （1）在上述条件下苯酚的灵敏度St、检测限（D）和最小检测限（Qmin） （2）若污水处理前后，污水中苯酚浓度从100μg/mL（ppm）将为0.05μg/mL，设最大进样量为10μL，能否直接测定水中的酚，若不能直接测出，试样浓缩多少倍方可推测？

7.在气相色谱检测器中通用型检测器是:

A．氢火焰离子化检测器 B．热导池检测器 C．示差折光检测器 D．火焰光度检测器

8.在气相色谱分析中为了测定下面组分，宜选用哪种检测器？为什么？ （1）蔬菜中含氯农药残留量； （ 2）测定有机溶剂中微量水 （3）痕量苯和二甲苯的异构

（4）啤酒中微量硫化物

体；

9.在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于：

A．样品中沸点最高组分的沸点 B．样品中各组分沸点的平均值 C固定液的沸点 D．固定液的最高使用温度 10.在某色谱柱上，柱温1000C测的甲烷的保留时间为40s，正壬烷的保留时间为400s，正炔烷的保留时间为580s，正壬烷与正癸烷的峰宽相同，均等于5.0mm，已知记录纸速为5mm/min，求能与正壬烷达到基线分离（R=1.5）的组分的保留指数应为多少？

11.气相色谱测定样品中乙酸乙酯，丙酸甲酯，正丁酸甲酯的色谱数据见下表，死时间为0.6min。 组分 乙酸甲酯 丙酸甲酯 正丁酸甲酯 保留时间tR(min) 2.72 4.92 9.23 峰面积 18.1 43.6 29.9 相对校正因子f'is 0.60 0.78 0.88 (1) 计算每种组分的含量。 (2) 根据碳数规律，预测正戊酸甲酯的保留时间。

5. 答：引起电子捕获检测器基始电流下降有三个主要原因： （1）放射源流失。

（2）电极表面或放射源的污染、固定相的流失、高沸点组分的冷凝都会污染放射源。

（3）载气中的氧气及其电负性物质会捕获电子而使基流下降。 克服办法：

（1）采用纯度高于99.99%高纯氮气作载气。 （2）管路要严密防止泄露。 （3）检测器温度应高于柱温。 （4）新填装的柱子必须在最高允许温度下，以高的载气流速连续老化24h以上。 （5）使用电子捕获检测器时，柱温要远低于固定液的最高使用温度。对已污染的检测器，采用增高检测器温度，通高纯氮烘或选择合适溶剂在超声波清洗器中清洗数小时，再用清水洗静、烘干。

6. 答：

∴（1）苯酚的St、D及Qmin St =（1.065×60×0.02mV/mm×115mm×4mm）/(10mm/mim+3μL×1mg/1000μL)

= 1.96×104mV·s/mg=1.96×107mV·s/g

D = 2RN/S = 0.05mV/(1.96×107mV·s/g) = 2.55×10-9g/s

Qmin = mi·2RN/(h·C1) = (3μL×1×10-3mg/μL×0.05mV)/(115mm×0.02mV/mm) = 6.52×10-5mg

(2)首先求最低检测浓度Cmin

Cmin = Qmin/V = 6.52×10-5mg/10μL = 6.52×10-6mg/μL=6.52μg/mL>>0.05μg/mL

当苯酚浓度为0.05μg/mL时，不能直接测出。 ∴ 6.52μg/mL/0.05μg/mL=130.4倍 试样浓缩130.4倍时方能检测。 7. 答：B．热导池检测器

C示差折光检测器虽为通用型，但属液相色谱检测器，A、D两种检测器均为选择性检测器，根据检测原理选B。 8. 答：（1）蔬菜中含氯农药残留量选用电子捕获检测器，因为根据检测机理电子捕获检测器对含有电负性化合物有高的灵敏度。残留含氯农药是含有电负性化合物，选用电子捕获检测器。 （2）溶剂中微量水选用热导池检测器检测，因为热导池检测器是通用型检测器，只要有导热能力的组分均可测定，故可测定微量水。

（3）痕量苯和二甲苯的异构体可用氢火焰离子化检测器，因为氢火焰离子化检测器对含C、H元素的有机化合物有高的响应信号，特别适合。

（4）啤酒中微量硫化物选用火焰光度检测器，因为火焰光度检测器是只对硫、磷有响应信号，而且灵敏度高。 9. 答：D固定液的最高使用温度。

色谱柱的上限温度如果超过固定液的最高使用温度就会出现固定液流失、污染检测器，使基线不稳而无法工作。

10. 答：根据题意要求的组分在正壬烷后出峰。 ∴Y9=Y10 ∵Y9=Yi=5mm/5mm/min=60s ∴R=2（t'Ri-t'R9）/(Y9+Yi) = (t'Ri-t'R9)/Y9 ∵t'Ri=RY9 + t'R9 =1.5×60+ (400-40) = 450s Ii = 100[9+(lgt'Ri-lgt'R9)/(lgt'R(9+1)-lgt'R9)] = 100[9+(lg450-lg360)/(lg540-lg360) = 952.3 11.答：（1）用归一化法计算各组分的含量 mi%=Aif'is/(A1f'is+…Aif'is+Anf'ns)×100

mi乙酸甲酯（%）=18.1×0.60/（18.1×0.60 + 43.6×0.78 + 29.9×0.88）×100 = 15.25

（2）∵碳数规律：lgt'R = A1n + C1

乙酸乙酯 n=3，lgt'R乙 = lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6) = 0.326 丙酸甲酯n=4，lgt'R丙 = lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6) = 0.635 正丁酸甲酯n=5，lgt'R丁 = lg(tR-tm) = lg(9.23-0.6) = 0.936 根据丙酸甲酯、正丁酸甲酯的数据 0.635 = 4A1 + C1 0.936 = 5A1 + C1 解方程的A1 = 0.301 C1=-0.596

∵正戊酸甲酯有6个碳 ∴ n = 6 ∴lgt'R戊 = 6×0.301 - 0.569 = 1.237

t'R戊=17.26 tR = t'R + tm = 17.26 + 0.6 = 17.86(min)

十八、高相液相色谱法习题及答案

1.高效液相色谱是如何实现高效、快速、灵敏的？

2.简述液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素，如何减少谱带扩张，提高柱效？ 3.色谱柱A柱长为15cm，载体粒度为5μm。另一B柱长为30cm，载体粒度为10μm。两柱的柱效相等吗？

4.流动相为什么要脱气？常用的脱气方法有拿几种？

5.在液相色谱中。常用作固定相，又可用作键合相基体的物质是 A. 分子筛 B. 硅胶 C. 氧化铝 D. 活性炭 6.在150×Φ2mm硅胶柱流动相为己烷/甲醇（150:2），紫外检测器色谱条件下分离丙烯酰胺，判断以下组分的出峰次序，为什么？ A. B.

7.在硅胶柱上，用甲苯为流动相，某组分的保留时间为30min，如果改用四氯化碳或乙醚为流动相，试指出选用哪中溶剂能减少该组分的保留时间？为什么？ 8.为什么体积排阻色谱中任何组分的分配系数必须符合0≤K≤1？如果K>1说明什么问题？

9.为了测定邻氨基苯酚中微量杂质苯胺，现有下列固定相：硅胶，ODS键合相，流动相有。水-甲醇，异丙醚-己烷，应选用哪种固定相，流动相？为什么？ 10.在ODS键合相固定相，甲醇-水为流动相时试判断四种苯并二氮杂苯的出现峰顺序。为什么？ 1. 2.

3.

4.

答：气相色谱理论和技术上的成就为液相色谱的发展创造条件，从它的高效、高速和高灵敏度得到启发，采用5-10μm微粒固定相以提高柱效，采用高压泵加快液体流动相的流速；设计高灵敏度、死体积小的紫外、荧光等检测器，提高检测灵敏度，克服经典液相色谱的缺点，从而达到高效、快速、灵敏。

2. 答：液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动相传质、停留流动相传质及柱外效应。在液相色谱中要减少谱带扩张，提高柱效，要减少填料颗粒直径，减小填料孔穴深度，提高装填的均匀性，采用低黏度溶剂作流动相，流速尽可能低，同时要尽可能采用死体积较小的进样器、检测器、接头和传输管线等。

3. 答：∵l=L/dp

∴lA=15/0.0005=30000 lB= 30/0.0010=30000

A柱的折合柱长为30000，B柱的折合柱长也为30000，表明组分在两根柱内从柱入口到出口都经过30000个载体颗粒，两柱的柱效相等。 4. 答：流动相中溶解气体存在以下几个方面的害处

（1）气泡进入检测器，引起光吸收或电信号的变化，基线突然跳动，干扰检测； （2）溶解在溶剂中的气体进入色谱柱时，可能与流动相或固定相发生化学反应； （3）溶解气体还会引起某些样品的氧化降解，对分离和分析结果带来误差。因此，使用前必须进行脱气处理。 常用的脱气法有以下几种： （1）加热脱气法； （2）抽吸脱气法 （3）吹氦脱气法；

（4）超声波振荡脱气法。 5. 答：B硅胶

要形成化学键合固定相，所用的基质材料应有某种化学反应活性，在四种固体固定相中只有硅胶含有硅醇基，是能进行键合的活性官能团。

6. 答：在给定的色谱条件下，组分B先出峰，组分A后出峰。以硅胶为固定相，己烷/甲醇（150:2）为流动相，该体系为正相色谱，样品的极性A>B，在正相色谱体系极性小的组分先出峰，极性大的组分后出峰，所以出峰次序为B先出，A后出。

7. 答：该体系为正向色谱体系。在该体系中流动相的极性增大保留值减少。流动相甲苯、四氯化碳及乙醚的溶剂强度参数分别是0.29、0.18、0.38，因此选用溶剂强度参数大于甲苯的乙醚，可缩短该化合物的保留时间。

8. 答：因为组分的分配系数为K=Cs/Cm，Cs与Cm分别为组分在固定相和流动相中的浓度。当分子直径大于孔径时，此时Cm=0，∴K=0。当分子直径小于固定相孔径时，组分向空隙内流动相扩散，达到平衡时，一半组分在空隙内，一半组分在空隙外，,此时K=1.0，,若分子直径介于以上两种极限情况之间，K一定介于0与1之间，可见体积排阻色谱中，任何祖父呢的分配系数为0≤K≤1，如果K>1说明此时的分离方式已不是纯粹的体积排阻色谱，其分离过程受到其他作用力(如吸附)的支配。

9. 答：邻氨基苯酚中微量杂质苯胺测定，为了良好分离，应让苯胺先出峰，由于苯胺的极性小于邻氨基苯酚，因此应采用正相色谱法，选用硅胶为固定相，异丙醚-己烷为流动相。

10.答：色谱条件为反相键合相色谱体系，在反相色谱体系中极性大的组分k小，首先出峰，按四种苯并二氮杂苯的结构，出峰顺序为4-3-2-1

质谱法习题及答案

1.质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（划出质谱仪的方框示意图） 2.离子源的作用是什么？试述几种常见离子源的原理及优缺点。 3.单聚焦磁质量分析器的基本原理是什么？它的主要缺点是什么？ 4.何谓双聚焦质量分析器？其优越性是什么？

5.试述傅里叶变换质谱仪的基本原理。它的最大优越性是什么？ 6.解释下列术语：均裂、异裂、半异裂、分子离子（峰）、同位素离子（峰）、亚稳离子（峰）、麦氏重排、消除反应、奇电子离子、偶电子离子、氮律。 7.在质谱分析中，较常遇到的离子断裂方式有哪几种？ 8.质谱仪的性能指标有哪些？

9.化合物的不饱和度（不饱和单元）如果计算？它有何意义？

10.认别质谱图中的分子离子峰应注意哪些问题？如何提高分子离子峰的强度？ 11.某单聚焦质谱仪使用磁感应强度为0.24特的180o扇形磁分析器，分析器半径为12.7厘米，为了扫描15－200的质量范围，相应的加速电压变化范围为多少？ 12.有一束含有不同

值的离子通过一个具有固定狭缝位置和恒定加速电压V的

质谱仪单聚焦磁分析器，磁场H由小到大扫描，首先通过出口狭缝而被检测的是最小还是最大

的离子？为什么？

13.用质谱法对四种化合物的混合物进行定量分析，它们的分子量分别为260.2504，260.2140，260.1201和260.0922，若以它们的分子离子峰作为分析峰，需多大分辨率的质谱仪？

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