色谱分析法概论习题答案

第十六章 色谱分析法概论

思 考 题 和 习 题

1．在一液液色谱柱上，组分A和B的K分别为10和15，柱的固定相体积为0.5ml，流动相体积为1.5ml，流速为0.5ml/min。求A、B的保留时间和保留体积。

t0?V0/Fc?1.5/0.5?3mintRA?t0(1?KAtRB?t0(1?KBVsVmVsVm)?3?(1?10?)?3?(1?15?0.51.50.51.5)?13min VRA?tRA?Fc?13?0.5?6.5ml)?18min VRB?tRB?Fc?18?0.5?9.0ml

2．在一根3m长的色谱柱上分离一个试样的结果如下：死时间为1min，组分1的保留时间为14min，组分2的保留时间为17min，峰宽为1min。(1) 用组分2计算色谱柱的理论塔板数n及塔板高度H；(2) 求调整保留时间

tR1'及

tR2'；(3) 用组分2 求nef及Hef；(4) 求容量因子k1及k2；(5) 求相对保留值

2r2,1和分离度R。

(1) n2?16( H2? 'tR2W? )?16?(34.6?103171 )?4.6?10?323

Ln2?0.65?10 (m) ? 0.65 (mm)(2) tR1?14?1?13 (min) tR2?17?1?16 (min)(3) nef(2)?16( Hef(2)?''tR2W' )?16?(34.1?1032161

)?4.1?10?323Lnef(2)131??0.73?10 (m) ? 0.73 (mm)(4) k1?tR1t0??13 k2?tR2t0'?161?16 (5) r2,1?tR2t'R1'?1613 ?1.2 R?2(tR2? tR1)(W1? W2)?2?(16? 13)(1? 1)?3

3．一根分配色谱柱，校正到柱温、柱压下的载气流速为43.75ml/min；由固定液的涂量及固定液在柱温下的密度计算得Vs=14.1ml。分离一个含四组分的试样，测得这些组分的保留时间：苯1.41min、甲苯2.67min、乙苯4.18min，异丙苯5.34min，死时间为0.24min。求：(1) 死体积；(2) 这些组分的调整保留时间；(3) 它们在此柱温下的分配系数（假定检测器及柱头等体积可以忽略）；(4) 相邻两组分的分配系数比?。 （1） V0=t0×u=0.24×43.75ml/min=10.5cm3

''（2） tR(苯) =1.41－0.24=1.17min , tR(甲苯) =2.67－0.24=2.43min ,

tR' (乙苯) =4.18－0.24=3.94min ,

tR' (异丙苯) =5.34－0.24=5.10min

k苯?tR苯t0//?1.17 0.24? ?4.9 K苯?k苯VmVs?4.9?VmVsVmVs10.514.1?3.610.514.110.514.1k甲苯?k乙苯?tR甲苯t0tR乙苯t0//2.43 0.243.94 0.24? ?10.1 K甲苯?k甲苯 ?16.4 K乙苯?k乙苯?10.1??7.5

?12.010.514.1??16.4?VmVs3.942.43k异丙苯?tR异丙苯t0tR甲苯tR苯//5.10 0.242.431.17 ?21.25 K异丙苯?k异丙苯?2.1 ?乙苯?tR乙苯tR甲苯//?21.25??16.0tR异丙苯tR乙苯//?甲苯/苯??/甲苯??1.6 ?异丙苯/乙苯??5.103.94?1.3 1

4．在一根甲基硅橡胶 (OV-1) 色谱柱上，柱温120℃。测得一些纯物质的保留时间：甲烷4.9s、正己烷84.9s、正庚烷145.0s、正辛烷250.3s、正壬烷436.9s、苯128.8s、3-正己酮230.5s、正丁酸乙酯248.9s、正己醇413.2s及某正构饱和烷烃50.6s。(1) 求出后5个化合物的保留指数。未知正构饱和烷烃是何物质？ (2) 解释上述五个六碳化合物的保留指数为何不同。(3) 说明应如何正确选择正构烷烃物质对，以减小计算误差。 物质 甲烷 tR（s） 4.9 某正构烷烃 50.6 正己烷 苯 正庚烷 正己酮 正丁酸乙酯 145.0 230.5 248.9 正辛烷 正己醇 正壬烷 84.9 128.8 250.3 431.2 436.9 ① 根据保留指数的公式和意义，5个化合物的保留指数为：

Ix?100?[z?nlgtR(x)?lgtr(Z)lgtR(Z?n)?lgtR(Z)'''']I苯?100?[6?1?②

I正己酮lg（128.8?4.9）?lg（84.9?4.9）]?676lg（145.0?4.9）?lg（84.9?4.9）lg（230.5?4.9）?lg（145.0?4.9）?100?[7?1?]?785lg（250.3?4.9）?lg（145.0?4.9）?100?[7?1?lg（248.9?4.9）?lg（145.0?4.9）]?799lg（250.3?4.9）?lg（145.0?4.9）

I正丁酸乙酯I正己醇?100?[8?1?lg（431.2?4.9）?lg（250.3?4.9）]?890lg（436.9?4.9）?lg（250.3?4.9）设某正构烷烃的碳数为x，则

I正己烷?600?100?[x?(7?x)?lg（84.9?4.9）?lg（50.6?4.9）

]lg（145.0?4.9）?lg（50.6?4.9）解此方程得x=5, 所以该正构烷烃为正戊烷。

（2）上述五个化合物极性由大到小分别为：正己醇＞正丁酸乙酯＞3-正己酮＞苯＞正戊烷，根据气液色谱

固定液的作用原理，在弱极性的OV-1柱上保留能力由强到弱，即保留指数由大至小。 （3）选择正构饱和烷烃物质对的tR值最好与被测物质的tR值相近，以减小测定误差。

5．某色谱柱长100cm，流动相流速为0.1cm/s，已知组分A的洗脱时间为40 min，求组分A在流动相中的时间和保留比R?=t0/tR为多少。 (16.7min，0.42)

流动相流过色谱柱所需的时间即死时间t0，即为组分A在流动相中的停留时间： t0=L/u=100/(0.1×60)=16.7min

组分A的洗脱时间即其保留时间tR 保留比R?=t0/tR=16.7/40=0.42

6．某YWG-C18H37 4.6mm×25cm柱，以甲醇－水（80:20）为流动相，测得苯和萘的tR和W1/2分别为4.65和7.39 min, 0.158和0.228 min。求柱效和分离度。

苯:n?5.54?(tRW1/2)?5.54?(24.650.79/5)?47984?12 每米理论数为对萘:n?5.54?(tRW1/24798/0.25m?1.92?10 m)?5.54?(27.391.14/5

)?58204?12 每米理论数为R?2(tR2?tR1)W2?W1?5820/0.25m?2.33?10 m2(tR2?tR1)?2?(7.39?4.65)1.699?(0.228?0.158)1.699?(W1/2,2?W1/2,1)?8.36 2

7．在某一液相色谱柱上组分A流出需15.0min，组分B流出需25.0min，而不溶于固定相的物质C流出需2.0min。问：（1）B组分相对于A的相对保留值是多少？（2）A组分相对于B的相对保留值是多少？（3）组分A在柱中的容量因子是多少？（4）组分B在固定相的时间是多少？

rB,A?kA?ttRBtRA'RA''?25.0?2.015.0?2.0?1.77 rA,B?tRAtRB''?15.0?2.025.0?2.0?0.565

t0?13.02.0?6.5 tB?25.0?2.0?23.0min 3

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