仪器分析2-1习题答案

1?在以下因素中，属热力学因素的是A

A. 分配系数；

B.扩散速度；

C.柱长；D ?理论塔板数。

2. 理论塔板数反映了D

A. 分离度；

B.分配系数； C ?保留值；D ?柱的效能。

3. 欲使色谱峰宽减小，可以采取B

A ?降低柱温；

B ?减少固定液含量；

C ?增加柱长；

D ?增加载体粒度。

4. 如果试样中各组分无法全部出峰或只要定量测定试样中某几个组分，那么应采用下列定量分析方法中哪一种为宜？C

A ?归一化法；

B ?外标法；

C ?内标法；

D ?标准工作曲线法。

5. 俄国植物学家茨维特在研究植物色素成分时，所采用的色谱方法是B

A ?液-液色谱法；

B ?液-固色谱法；C?空间排阻色谱法；D ?离子交换色

谱法。

A ?极性差异；

B ?沸点差异；C.热力学性质差异；D ?动力学性质差异。

7. 假如一个溶质的分配比为0.1，它分配在色谱柱的流动相中的质量分数是C ；B. 0.90；C. 0.91；D. 0.99。

8. 下列因素中，对色谱分离效率最有影响的是A

A .柱温；

B .载气的种类；C.柱压；D .固定液膜厚度。

9. 当载气线速越小，范式方程中，分子扩散项B越大，所以应选下列气体中哪一

种作载气最有利？D

A. H2；

B. He；

C. Ar；

D. N2。

10. 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B

A .保留值B.扩散速度C.分配比D.理论塔板数

11. 载体填充的均匀程度主要影响A

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

正确答案：

1: (A)、2: (D)、3: (B)、4: (C)、5: (B)

6: (D)、7: (C)、8: (A)、9: (D) 10: (B)、11: (A)

1. 假如一个溶质的分配比为0.2，贝U它在色谱柱的流动相中的百分率是多少?

解：

k = njn m=0.2 - - n m= 5n s

n m/n X00% = n m/(n m+n s) >100% = 83.3%

2. 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？

解：

2

???L2=(R2/R I)L I完全分离R2=1.5

2

L2=(1.5/0.68) Xl=4.87(m)

3. 在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间(tR)6.6min,峰底宽(丫)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V m；(3)调整保留体积；(4)分配系数；(5)有效塔板数n eff；(6)有效塔板高度H eff 解：

⑴分配比k = t R'/t m = (6.6-1.2)/1.2=4.5

⑵死体积V m = t m X Fc = 1.2 4(X= 48mL

⑶调整保留体积V R'= (t R-t m) X c = (6.6-1.2) 40 X216mL

⑷分配系数K=k X B = k m/V(V=4.5 X8/2.1)=103

⑷有效塔板数n eff = 16 (4R'/W)2=16X[(6.6-1.2)/0.5]2=1866

⑸有效塔板高度H eff =L/n eff=2X1000/1866=1.07mm

4. 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B =9啲填充

时，能否达到基本分离(提示：基本分离Rs=1)

解：

a = K/K A = 10/8.8 = 1.14

k = K B/ B = 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

2 2 2

n B = 16Rs X [ a -1)]a /[(1 + k B)/k B]

=16X12X[1.14心.14 - 1)]2X[(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。5. 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。

解：

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t m 对峰的影响很大，特别是当k W3寸，以导致扣除死时间后计算出的有效塔板数n eff 很小，有效塔板高度H eff很大，因而实际分离能力很差。

6. 根据Van Deemter方程，推导出A、B、C常数表示的最佳线速u opt和最小板咼

H min。

解：

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：u opt= ( B/C) 1/2(3)

将(3)式代入(1)式的最小板高：H min = A + 2(BC)1/2

7. 下列各项对柱的塔板高度有何影响？试解释之：

(1)减小进样速度；(2)增加气化室的温度；(3)提高载气的流速；(4)减小

填料的粒度；(5)降低色谱柱的柱温。

解：

(1)进样速度必须很快，因为当进样时间太长时，试样原始宽度将变大，色谱峰半峰宽随之边宽，有时甚至使峰变形.

(2)适当提高气化室温度对分离和定量测定有利?一般较柱温高30-70°C。但热稳定性较差的试样，汽化温度不宜过高。

⑶当u较小时，分子扩散项B/u是影响板高的主要因素，此时，宜选择相对分子质量较大的载气(N2,Ar),以使组分在载气中有较小的扩散系数. 当u较大时, 传质阻力项Cu起主导作用，宜选择相对分子质量小的载气(H2,He)，使组分有较大的扩散系数，减小传质阻力，提高柱效.

(4) 载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高?但粒度也不能太小?否则，阻力压也急剧增大.一般粒度直径为柱内径的1/20~1/25为宜.在高压液相色谱中，可采用极细粒度，直径在^m数量级

(5) 柱温直接影响分离效能和分析时间：柱温选高了，会使各组分的分配系数

K值变小，分离度减小。为了使组分分离得好，宜采用较低的柱温；但柱温过低，传质速率显著降低，柱效能下降，而且会延长分析时间。柱温的选择应使难分离的两组分达到预期的分离效果，峰形正常而分析时间又不长为宜

自测题

1. 下列哪种说法可以概述三种原子光谱(发射、吸收、荧光)的产生机理？B

A. 能量与气态原子内层电子的相互作用；

B. 能量与气态原子外层电子的相互作用；

C. 辐射能使气态基态原子内层电子跃迁；

D. 辐射能使气态基态原子外层电子跃迁。

2. 在原子吸收光谱法的理论中，以谱线峰值吸收量替代积分吸收测量的关键条件是什么？A

A. 光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要小得多；

B. 光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率和半峰宽均为一样；

C. 光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要较大；

D. 光谱辐射的特征谱线与原吸收谱线比较，只要中心频率一样，半峰宽大小都没影响。

3影响原子吸收谱线宽度的下列因素中，哪种变宽是主要的？其变宽宽度是多少？B

5

A .热变宽和压力变宽，宽度可达10-nm数量级；

B. 热变宽和压力变宽，宽度可达10-3nm数量级；

5

C. 自然变宽和自吸变宽，宽度可达10-nm数量级；

D. 自然变宽和自吸变宽，宽度可达10-3nm数量级。

4. 在原子吸收光谱法中，目前常用的光源是哪种？其主要操作参数是什么？D

A.氙弧灯，内充气体的压力；

B.氙弧灯，灯电流；

C.空心阴极灯，内充气体的压力； D .空心阴极灯，灯电流。

5. 在AAS分析中，原子化器的作用是什么？C

A .把待测元素转变为气态激发态原子；

B .把待测元素转变为气态激发态离子；

C.把待测元素转变为气态基态原子； D .把待测元素转变为气态基态离子。

6. 在火焰AAS分析中，富烷火焰的性质是什么？它适用于何种元素的测定？ A A.还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定；

B. 还原性火焰，适用于易形成难离解还原性物质的测定；

C. 氧化性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定；

D. 还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定。

7. 相对于火焰原子化器来说，石墨炉原子化器： A

A.灵敏度高，但重现性差； B ?灵敏度高，且重现性好；

C ?灵敏度低，且重现性差；

D ?灵敏度低，而重现性好。

8. Na - ?线波长为588.9nm ,是宁卜工一跃迁产生的。在3000K 的火焰中， 激发态和基态的原子数之比是多少？（统计权重比为

2） C A 5.32xlO-2 . B 5r 82xl0-3 . C 5.號"0」.D 5.82x10^ .

9. 平行称取两份0.500g 金矿试样，经适当方法溶解后，向其中一份试样加入

1.00ml 浓度为5.00卩g/m 的金标准溶液，然后向每份试样加入 5.00mL 氢溴酸溶 液及5mL 甲基异丁酮。由于金与溴离子形成配合物而被萃取到有机相中。用原 子吸收法分别测得吸光度为0.375及0.225。求得试样中金的含量（卩g/g 为：D

A . ；

B . 0.150 ；

C . 1.50 ；

D . 15.0。

10. 用AAS 法测定某溶液中Cd 的浓度，在适合的条件下，测得吸光度为 0.141。 取50.00ml 此试液加入1.00ml 浓度为〔汀一的Cd 标准溶液，在同样条

件下，测得吸光度为0.259。而测得蒸馏水的吸光度为0.010。由此，求得试液中 Cd 的浓度及1%吸收灵敏度是：C

C 2.13xlO'5mol L _1317.15xl(T 7md L^ .

D 2.13xlO'^rnol■ L _1 ^.lSxKT^md^L -1

A 2,13xl0^mol IT 1 及T1 弘 1旷仏1 L .

B 2 13xlO 4mol L _l 及7 .