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《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基本性质（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立的光谱方法。这类方法比较多，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行分离和分析的方法，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）进行定量、定性和结构分析的方法，是研究有机化合物结构的有利工具 。
② 热分析：依据物质的质量、体积、热导反应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、动力学和化学反应机理的研究，主要方法有热重量法，差热分析法、差示扫描电热法
③ 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 色谱学基础
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留值，因此保留值可作为一种定性指标
1.用已知纯物质对照定性 2.用经验规律和文献值进行定性分析 3.根据相对保留值定性 4.根据保留指数定性
2.绘一典型的色谱图,并标出进样点tm、tR、t‘R，h、w1/2、W、σ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作为色谱柱的总分离效能指标。 8.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？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，相同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=fi′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，fi′为换算系数，称为定量校正因子。它可表示为fi′=Wi/Ai
11.用公式分析理论塔板数n、有效塔板数n有效与选择性和分离度之间的关系。
12.样品中有a、b、c、d、e和f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
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柱子，总分离效能也不一定高。一般情况下，柱长选择以使组分能完全分离，分离度达到所期望的值为准。 具体方法是选择一根极性适宜，任意长度的色谱柱，测定两组分的分离度，然后根据基本色谱分离方程式，确定柱长是否适宜
14.某色谱柱柱长5Om,测得某组分的保留时间为4.59min,峰底宽度为53s,空气峰保留时间为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行定量分析? 16.名词解释：精密度、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.cm-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（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.指出下列哪些参数的改变会引起相对保留值的改变:①柱长增加;②更换固定相;③降低柱温;④加大色谱柱内径；⑤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:①保留值;②分配系数;③总浓度;④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在固定相中所耗费的时间 （2） (2)组分B对组分A的选择因子α。 （3） 组分A对组分B的相对保留值γA，B （4） 组分A在柱中的容量因子。
20.已知某色谱柱的理论塔板数为2500,组分a和b在该柱上的保留时间分别为25min和36min,求组分b的峰底宽。 21.从色谱图上测得组分x和y的保留时间分别为10.52min和11.36min,两峰的峰底宽为0.38min和0.48min,问该两峰是否达到完全分离?
22.已知某色谱柱的理论塔板数为3600,组分A和B在该柱上的保留时间为27mm和30mm,求两峰的峰半宽和分离度。 23.用一个填充柱分离十八烷及2-甲基十七烷,已知该柱对上述两组分的理论塔板数为4200,测得它们的保留时间分别为15.05min及14.82min,求它们的分离度。
第三章 气相色谱法
1.简述气相色谱仪的分离原理和流程。
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气固色谱（GSC）:用多孔性固体为固定相，分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，故选择性较好，应用亦广泛
2.对固定液和担体的基本要求是什么?如何选择固定液?
具有足够大的表面积和良好的孔穴结构，使固定液与试样的接触面较大，能均 匀地分布成一薄膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰拖尾。
表面呈化学惰性，没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物起反应。 热稳定性好。
形状规则，粒度均匀，具有一定机械强度
首先是选择性好。固定液的选择性可用相对调整保留值?2.1，来衡量。对于填充柱一般要求?2.1＞1.15；对于毛细管柱，?2.1＞1.08；
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）分离非极性物质：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）分离极性物质：选用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。 （iii）分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。
（vi）分离能形成氢键的试样：一般选用极性或氢键型固定液。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）复杂的难分离物质：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）的基本原理是什么?它们各有什么特点? 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。热导检测器由于结构简单，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，价格便宜，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，检测被色谱柱分离出的组分。
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10-12g·S-1；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；而且结构不复杂，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、氰等的物质）的检测有很高灵敏度（检出限约1O-14g·cm-3）。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.判断下列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.气相色谱分析如何选择柱温？最高柱温使用限制因素是什么？
一般原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜，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
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液的最高使用温度，否则固定液挥发流失，对分离不利 7.何谓程序升温？有何优点？
。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，在程序开始时，柱温较低，低沸点的组分得到分离，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分离出来。
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部分?试比较气相色谱和液相色谱的异同。
高压输液系统，进样系统，分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l）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行分离和分析。
(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，流动相对分离起很大作用，相当于增加了一个控制和改进分离条件的参数，这为选择最佳分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行的，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，因此得到迅猛的发展。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分离和分析。 高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法
3.什么叫梯度洗脱?梯度洗脱有什么优点?与程序升温有何异同？
在进行多成分的复杂样品的分离时，经常会碰到前面的一些成分分离不完全，而后面的一些成分分离度太大，且出峰很晚和峰型较差。为了使保留值相差很大的多种成分在合理的时间内全部洗脱并达到相互分离，往往要用到梯度洗脱技术。
4.提高液相色谱柱效的途径有哪些?最有效的途径是什么? 5.高压输液泵应具备哪些性能?
密封性好，输出流量恒定，压力平稳，可调范围宽，便于迅速更换溶剂及耐腐蚀等要求。 6.高效液相色谱法按分离模式不同分类有哪些类型?怎样进行选择? （一）液-液分配色谱法（LLPC）
在液-液色谱中,流动相和固定相都是液体,它能适用于各种样品类型的分离和分析，无论是极性的和非极性的，水溶性和油溶性的，离子型的和非离子型的化合物。
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