仪器分析计算例题

第二章气相色谱分析

例1：在一根90米长的毛细管色谱柱上测得各组分保留时间：正十四烷15.6min；正十五烷21.95min；正十六烷31.9min。计算色谱柱的死时间及载气平均速度。 解：方法一：同系物保留值之间存在以下关系：

r?rn,n?1n?1,n''''t/t?t/t R(n)R(n?1)R(n?1)R(n)

以

'可推导出: (tR?tM)代替tRtM?2tR(n?1)tR(n?1)?tR(n)(tR(n?1)?tR(n))?(tR(n)?tR(n?1))将正十四烷、正十五烷、正十六烷的

31.9?15.6?21.952保留时间代入公式：tM?min 得

(31.9?21.95)?(21.95?15.6)tM?4.40min? 载气的平均流速

u?L/tM?, 即

u?90?100/(4.40?60)cm/s?34.09cm/s

方法二：直接用甲烷测定死时间。即以甲烷的保留时间作为死时间。

例2：在一根2m长的色谱柱上，A、B、C、三组分的保留时间分别为2.42min、3.21min、5.54min；峰宽分别为0.12min、0.21min、0.48min。另测得甲烷的保留时间为1.02min。求：

（1）A、B、C组分的调整保留时间；

（2）A与B、B与C组分的相对保留时间； （3）A、B、C组分的容量因子；

（4）A、B、C组分的有效塔板数和塔板高度； （5）A与B、B与C组分的分离度；

'解：（1）R(1)t?tR(1)?tM

'tR(A)?tR(A)?tM?(2.42?1.02)min?1.40min ' R(B)t?tR(B)?tM?(3.21?1.02)min?2.19min ?tR(C)?tM?(5.54?1.02)min?4.52min

' R(C)t

(2) r2,1 rB,A rC,B(3) k1 kA kB kC''?tR/t(2)R(1)

?2.19/1.40?1.56

?4.52/2.19?2.06

'?tR(1)/tM

'?tR(A)/tM?1.40/1.02?1.37 '?tR(B)/tM?2.19/1.02?2.15 '?tR(C)/tM?4.52/1.02?4.43

'tR2(4)neff?16(),H?L/nwneff(A)1.42?16()?16()?2178,

wA0.12'tR(B)t'R(A)2HA?LA/neff(A)?2?100/2178?0.092cm neff(B)2.192?16()?16()?1740

wB0.212'tR(C)HB?LB/neff(B)?2?100/1740cm?0.115cm neff(C)4.522?16()?16()?1419

wC0.482HC?LC/neff(C)?2?100/1419?0.141cm

(5)R?2(tR(2)?tR(1))w2?w1?wB?wA

RA,B2(tR(B)?tR(A))2?(3.21?2.42)??4.79

0.21?0.12

RB,C

?2(tR(C)?tR(B))wC?wB2?(5.54?3.21)??6.75

0.48?0.21第三章 高效液相色谱分析

例1：高效液相色谱法分离两个组分，色谱柱长30cm。已知在实验条件下，色谱柱对组分2的柱效能为26800m-1，死时间tM?1.5min.组分的保留时间

tR1?4.15min,tR2?4.55min.计算：

（1）两组分在固定相中的保留时间tR（2）两组分的分配比k1,k2; （3）选择性因子r2,1;

（4）两组分的分离度R，并判断两个组分是否完全分离。 解：（1）tR tR2''1'',tR2; 1?tR1?tM?(4.15?1.50)min?2.65min ?tR2?tM?(4.55?1.50)min?3.05min

'?tR?tM ?tM(1?k) tR （2）因为tRtR?tM所以 k?tM故k1

?tR1?tMtMtR2?tMtM4.15?1.5??1.77

1.54.55?1.50??2.03

1.50

k2?k22.03??1.15 (3)r21?k11.77

(4) 30cm长色谱柱的理论塔板数n为

26800m?1 n??30cm?8040

100cmnr2,1?1k2根据分离度 R? ??4r2,1k2?18040?1.15?1??2.03?R????????2.0

4?1.15??2.03?1?因R>1.5，故两分组已完全分离。 例2：已知A、B两分组的相对保留值rB.A?1.1，如果要是A、B到完全分离

（R=1.5，H=0.1.cm），问需要多长的色谱柱？

rB.A2)及L?H?n 解： 根据n?16R(rB.A?12?1.1? 可求得 n?16?1.5????4356

?1.1?1?22 因此，所需色谱柱长

L?0.10?4356cm?435.6cm?4.5m

第四章 电位分析法

例1: 25°C时，用氯电极测定含盐番茄汁中的Cl—含量。取10.0ml番茄汁测得电动势为-17.2mv，若向其中加入0.100mL 0.100mol/L的NaCl溶液，再测电动势为-35.5mv。计算每升番茄汁中所含Cl—的毫克数。 解：CX

??C[10?ES?1]?1

?E?[?35.5?(?17.2)]mv??18.1mv

?E?0.0181??0.307 S0.059CX?1.00?10?3(100.307?1)?1mol/L?9.73?10?4mol/L

9.73?10?4?35.5g/L?0.0345g/L?34.5mg/L

4?例2: 25°C时，用0.100mol/LCe0.100mol/L

溶液电位滴定20.00mL

Sn2?溶液。用Pt电极（正极）和饱和甘汞电极（负极）

组成电池，计算：

(3) 化学计量点时电池的电动势; (4) 加入10.00mLCe已知?sce4?时的电动势。

?0.24V ?Ce4?/Ce3??1.61V ?Sn4?/Sn2??0.15V

1?1.61+2?0.15解：（1）?计量点=V?0.637V

1+2(2)

Sn2??2Ce4??Sn4??2Ce3?

2?溶液中Sn量：20.00?0.100mmol加入Ce2?4??2.00mmol

量：10.00?0.100mmol?1.00mmol

余Sn量：(2.00?1.00/2)mmol生成Sn量：0.500mmol 用Sn4??1.50mmol

/Sn2?电对计算，

0.0590.500E电池=[0.15+lg?0.24]V??0.104V

21.50

4?

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