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仪器分析思考题答案汇总
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仪器分析习题解2015
第七章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、 积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限， 掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法， 了解 AAS 中的干扰及火焰法的条件选择， 通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。 重点：有关方法和仪器的基本术语。 难点：AAS 的定量原理，火焰
法的条件选择。 参考学时：4 学时部分习题解答10、 用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的浓度。 各试液在加入镉标准溶液后， 用水稀释至 50mL， 测得其吸光度如下表所示。求镉的浓度。 序号 1 2 3 4 试液的 体积/mL 20 20 20 20 加入镉标准溶液 （10μ g?mL 1）的体积/mL-吸光度 0.042 0.080 0.116 0.1900 1 2 4解：设镉的浓度为 cx μg/ml 加入镉标的浓度 c0 分别为：c0 = 0, Ax = 0.042 A1 = 0.080 A2 = 0.116 A3 = 0.1901?10 ? 0.2 μg/ml 50 2 ?10 c2 ? ? 0.4 μg/ml 50 c1 ?c3 ? 4 ?10 ? 0.8 μg/ml 50按标准加入法作图得：cx = 0.22 μg/ml111、 用原子吸收光谱法测定自来水中镁的含量 （用 mg? L 1 表示） 。 取一系列镁标准溶液 （1μ g? mL 1）-及自来水水样于 50mL 容量瓶中，分别加入 5%锶盐溶液 2mL 后，用蒸馏水稀释至刻度。然后与蒸馏水交 替喷雾测定其吸光度，其数据如下表所示。计算自来水中镁的含量。 编 号 1 0.00 0.043 2 1.00 0.029 3 2.00 0.140 4 3.00 0.187 5 4.00 0.234 6 5.00 0.286 7 自来水水样 mL 0.135镁标准溶的体积/mL 吸光度解：吸光度（A）―标准溶液含镁量（μ g）的标准曲线线性回归得? ? 0.0427 ? 0.0484 x ? yγ =0.9999 将 A=0.135 代入得自来水样中含镁量为 1.91μg。 ∴ 自来水中镁的含量为1.91 ? 0.095 μ g?mL-1 20即0.095mg?mL 1-12、某原子吸收分光光度计倒线色散率为 1nm/mm，狭缝宽度分别为 0.1nm, 0.2mm, 1.0mm，问对应 的通带分别是多少？解：W = D?S 已知：D = 1nm/mm, S1 = 0.1mm, S2 = 0.2mm, S3 = 1.0mm通带：W1 = D?S1 = 1×0.1 = 0.1nm W2 = D?S2 = 1×0.2 = 0.2nm W3 = D?S3 = 1×1.0 = 1.0nm2第八章紫外-可见分光光度法基本要求：掌握紫外一可见吸收光谱的特征及其产生的原因， 了解有机化合物的电子跃迁类型及饱和烃、不饱和烃、羰基化合物、苯和 单取代苯的特征吸收， 了解影响紫外一可见吸收光谱的因素，共轭烯烃、α 、β 一不饱和羰基化 合物的λ max 的估算以及 UV-Vis 在定性和结构分析中的应用， 掌握 Lambert-Beer 定律及其物理意义，偏离 Lambert-Beer 定律的原因， 了解显色反应及显色条件的选择， 掌握光度测量条件的选择原则， 了解多组分分析、光度滴定、酸碱离解常数的测定、双波长光度法以及配 合物的组成和 K 稳测定等方面的应用及其特点。 重点：紫外一可见吸收光谱的特征，Lambert-Beer 定律及其物理意义，光度分析的应 用。 难点：λ max 的估算。 参考学时：6 学时部分习题解答8、能否用紫外光谱区别下列异构体？ β α CH = CH―CO―CH3 β CH3 β α CH = CH―CO―CH3 βγ 和δ CH3解：α、β 不饱和酮 λmax =λmax =215+30+3×18=299215 + 12 = 227nm基值、 增加一个共轭双键、 3 个γ 或 更高位烷基取代α 、β 不饱和酮基值+β 位烷基取代 1 个 ∴ 两个结构的λmax 之差较大，故可以用紫外光谱区别。max9、计算下述化合物的λ。3解： （A）共轭二烯基值 增加一个共轭双链 同环二烯 1 个 环外双链 1 个 烷基取代 4 个217 30 36 5 4×5 308∴ λmax =308nm 217 30 36 4×5 303（B） 共轭二烯基值 增加一个共轭双链 同环二烯 1 个 烷基取代 4 个∴ λmax =303nm 217 30 36 2×5 5×5 318（C） 共轭二烯基值 增加一个共轭双链 同环二烯 1 个 环外双链 2 个 烷基取代 4 个∴ λmax =318nm10、某化合物的结构可能是 A 或 B，经紫外光谱测定 ? EtOH max =352nm，试判断应为哪种结构？4解：A： α 、β 六元环酮基值 增加一个共轭双链 同环二烯 1 个 α 位烷基取代 1 个 β 位烷基取代 1 个 γ 或更高位烷基取代 2 个 环外双链 3 个 λ B： α 、β 六元环酮基值 增加一个共轭双链 同环二烯 1 个 α 位烷基取代 1 个 β 位烷基取代 1 个 γ 或更高位烷基取代 2 个 λ ∴ 应为 A。215 30 39 10 12 5 3×5max =357nm215 30 39 10 12 18max =324nm11 、根据红外光谱和核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为（ 1 ）或（ 2 ） 。其紫外光谱的?EtOH ，试问其结构为何式？ max =284nm（ε =9700）5解： （1）α 、β 五元环酮基值 α 位―OH 取代 1 个 β 位烷基取代 1 个 β 位―OR 取代 1 个 λ （2）α 、β 不饱和酯基值 α 位―OH 取代 1 个 β 位烷基取代 2 个 λ ∴ 应为（1） 。202 35 12 30max =279nm193 35 2×12max =252nm12、有一个化合物，其化学式为 C10H14，它有如下 4 个异构体，试推测它们的紫外光谱哪个的λmax 最大，哪个的λ max 最小？解： （1）λ （2）λ （3）λ （4）λ ∴ （4）λmax = max = max = max =217 +30 + 2×5 = 257 217 +5 = 222 217 +36 + 3×5 = 268 217 +30 + 36 + 3×5 = 298（2）λ max 最小。 max 最大，16、用邻苯三酚红钼铬合显色法测定蛋白质含量，试剂空白溶液及显色溶液的吸收曲线分别如图 8-42 中的 1 和 2，应该如何选用参比溶液？（所测定蛋白质本身无色）6解：应选用试剂空白为参比溶液。22、0.08mg Fe3+用硫氰酸盐显色后，定容至 50mL，用 1cm 比色皿，在波长 480nm 处测得 A=0.740。 求吸光系数 a 及摩尔吸光系数ε 。解：A=abc，已知 A=0.740, b=1cm,a?A 0.740 -1 -1 ? ? 462.5 L?g ?cm bc 1 ? 0.0016=0.0016mg/ml=0.0016g/L=0.×10 5mol/L 56A 0.740 -1 -1 ? ? 462.5 L?g ?cm bc 1 ? 0.0016 A 0.74 ?? ? ? 2.59 ? 104 L?mol 1?cm 1 ?5 bc 1 ? 2.86 ? 10 a?23、 用双硫腙光度法测定 Pb2+。 Pb2+的浓度为 0.0800mg/50mL， 用 5cm 比色皿在 520nm 下测得 T=53%， 求ε 。若改用 3cm 比色皿时，T，A，ε 各为多少？1 1 解：T=53%, A= lg( ) ? lg( ) ? 0.2757 T 0.53 c Pb2? ? 0.0800mg / 50ml ? 0.0016g / L ? 0.0016 ? 7.7 ? 10?6 mol/L 207??A 0.2757 ? ? 1.79 ? 104 L?mol 1?cm 1 ?6 bc 2 ? 7.70 ? 10改用 3cm 比色皿时， b=3,ε 不变，c 不变7∴ ∴A3 3 ? A2 2A3 ?3 3 A2 ? ? 0.2757 ? 0.T ? 10?0.4136 ? 0.3 8 524、 某钢样含镍约 0.12%， 用丁二酮肟比色法 （ε =1.3×104） 进行测定。 试样溶解后， 定量转入 100mL 容量瓶中，显色，用水稀释至刻度。于波长 470nm 处用 1cm 比色皿进行测量。欲使测量误差最小，应称 取试样多少克？解：当 A=0.434 时，测量的误差最小，MNi = 58 设此时试样应取 m 克 则 c Ni ?m ? 0.12% 100 ? 10?3 ? 2.04 ? 10?4 m (mol/L) 58.7-b=1cm, ? ? 1.3 ? 104 L?mol 1?cm 1 A=0.434 ∴ A=ε bc-0.434 = 1.3×104×1×2.04×10 4m m = 0.1636g? 25、 在 Zn2+ + 2Q2 ― ZnQ 2 当螯合剂的浓度超过阳离子 40 倍以上时， 可以认为 Zn2+ 2 显色反应中，? 全部生成 ZnQ 2 2 。在选定的波长下，用 1cm 吸收池，测得两种显色反应溶液的吸光度如下：Zn2+初始浓度 8.00×10 4mol?L 1-Q2 初始浓度-A-4.00×10 2mol?L 1-0.364 0.2738.00×10 4mol?L 1-2.00×10 3mol?L 1-求该配合物的稳定常数。解：①cQ 2 ? c Zn 2 ??4.00 ? 10 ?2 8.00 ? 10 ?4? 50 ? 40? ∴ Zn2+全部生成 ZnQ 2 2??②A 0.364 ? ? 455 L?mol 1?cm 1 ?4 bc 1 ? 8 ? 10? 2.00 ? 10 ?3 8.00 ? 10 ?4 ? 2.5 ? 408cQ 2 ? c Zn 2 ?2? [ ZnQ 2 ] ?0.273 ? 6.00 ? 10 ?4 mol?L 1 455-[ Zn2+]= (8.00-6.00)×10 4 = 2.00×10 4 mol?L 1 [ Q2 ] = 2.00×10 3 C2×6.00×10 4 = 8.00×10 4 mol?L 1-∴ K稳 ?? [ZnQ 2 2 ][Zn 2? ][Q 2? ] 2? 4.69 ? 106-26、在下列不同 pH 值的缓冲溶液中，甲基橙的浓度均为 2.0×10 4mol?L 1，用 1.00cm 比色皿，在 520nm 处测得下列数据：pH A 0.88 0.890 1.17 0.890 2.99 0.692 3.41 0.552 3.95 0.385 4.89 0.260 5.50 0.260试用代数法和图解法求甲基橙的 pKa 值。解：代数法： pKa = pH + lgA ? AB ? AHB ? AAHB =0.890 ( pH = 0.88 )AB ? =0.260 ( pH = 5.50 )pH = 3.41 时 A=0.552 ∴ pKa = 3.41 + lg0.552 ? 0.260 ? 3.41 ? 0.064 ? 3.35 0.890 ? 0.552同样，将 pH = 2.99，A=0.692 代入得 pKa = 3.33 将 pH = 3.95，A=0.385 代入得 pKa = 3.34 取平均值 pKa = 3.34 图解法（略）第九章分子荧光光谱法基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素， 掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点， 重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时：3 学时9第十章红外及拉曼光谱法基本要求：了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达， 掌握红外吸收光谱产生的条件，影响吸收峰位置、峰数和强度的因素， 掌握主要的 IR 谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型， 掌握常见基团的特征吸收频率，利用 IR 谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物 的结构， 了解红外吸收光谱的实验技术， 了解拉曼光谱的原理及应用。 重点：IR 光谱产生的条件，影响吸收峰位置，峰数和强度的因素，常见基团的特征吸收 频率。 难点：键振动的类型，IR 谱解析，FT-IR 的原理和特点。 参考学时：6 学时部分习题解答2、下列振动中哪些不会产生红外吸收峰？ （1）CO 的对称伸缩 （2）CH3CN 中 C―C 键的对称伸缩 （3）乙烯中的下列四种振动 H H C=C H H-HH C=C（A）（B）H H+ H H-H H+ C=C（C）H-C=C H+（D）H+H-解： （1） ?? ? 0 ，有红外吸收峰 （2） ?? ? 0 ，有红外吸收峰10（3）只有 D 无偶极矩变化，无红外吸收峰3、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带？ （1）CH3― ―CO2H ―CO2CH3（2）C2H3COCH3 （3） OCH3CH2CH2CHO OO 解： （1）CH3― O ―COCH3 ―COH 在 cm 1 处有 vO―H，-其 vC=O 位于 cm 1-无 vOH 吸收，其 vC=O 位于 cm 1-O （2）C2H3CCH3 O CH3CH2CH2CH 其 2820cm 1 及 2720cm 1 有醛基费米共振双峰。-其 vC=O 位于 cm 1-vC=O 位于 cm 1-（3）O 的 vC=O 吸收频率小于O 的 vC=O 吸收频率4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收？各由什么类型振动引起？ HO― （A） ―CH = O CH3―CO2CH2C≡CH （B）O 解： （A） HO― ―CH ： vOH δOHcm 1-cm 1-vCH(O) vC=O11cm 1 双峰-cm 1-苯骨架振动：
cm 1-苯对位取代： 860~800 cm 1-v=CH O （B）CH3―COCH2C≡CH ： vC=O vC―O―C vC≡C v≡CH vasC―H vsC―H δ δasC―H sC―Hcm 1-cm 1-cm 1-cm 1-cm 1-2962±10cm 1、2926±5cm 1-2872±10cm 1、2853±10cm 1-1450±20cm 1、1465±20cm 1-cm 1-5、红外光谱（图 10-28）表示分子式为 C8H9O2N 的一种化合物，其结构与下列结构式哪一个符合？ NHCOCH3 OH （A） （B） NH2 CO2CH3 （C） COCH2 OCH3NHCH3 CO2H （D） （E）CH2NH2 CO2H解： （A）结构含―OH，而图中无 vOH 峰，排除12O （C）结构中含―CNH2，伯酰胺，而图中无 cm 1 的肩峰，排除。-（D）与（E）结构中有―COOH，而图中无 3000cm 1 大坡峰，排除。-（B）图中 3600cm 1，3300cm 1 为 vAr―N-1680cm 1，为 vC=O-cm 1 为苯骨架振动-cm 1 表示有 C―O―C-所以应为（B） 。6、芳香化合物 C7H8O，红外吸收峰为 , ,
和 740cm 1，试推导结构并确-定各峰归属。解：Ω = 7 + 1 C 8/2 = 4 3380cm 1 表明有―OH-3040cm 1 表明为不饱和 H-690 与 740cm 1 表明苯单取代-得CH2OH3380cm 1 为 vOH ；-2940cm 1 为 CH2 的 vC―H ；-3040cm 1 为 v=C―H ；-1460cm 1 为苯骨架振动；-1010cm 1，为 vC―O ；-690 与 740cm 1 为苯单取代δ-C ―H-7、化合物 C4H5N，红外吸收峰：, , 990 和 935cm 1，其中 1865 为弱带，推导结 构。1? 5 解：Ω = 4 + 1 + ( ) =3 2CH2 = CHCH2C≡N133080cm 1 为 v=C―H ；-2960cm 1、2260cm 1 为 vC―H ；-1647 cm 1 为 vC≡N ；-1418cm 1 为δ-C―H-；=C―H990cm 1 和 935cm 1 为烯烃―取代δ8、分子式为 C7H5OCl 的化合物，红外吸收峰：，，，， ，，900 及 817cm 1，试推结构。-解：Ω = 7 + 1 C 5/2 = 5 O Cl― ―CH 3080cm 1 为 v=C―H ；-2810cm 1、2720cm 1 为 vCH（O）费米共振双峰；-1705cm 1 为 vC=O ；-、cm 1 为苯骨架振动 vC=C；-、cm 1 为苯对位取代倍频和组频；-900 及 817cm 1 为苯对位取代δ-C ―H；9、由红外光谱图 10-29 推导化合物结构。解：Ω = 4 + 1 + (1 ? 11 ) =0 2-3450cm 1 与 3300cm 1 为 vN―H ； 2960cm 1 为 CH3 的 vC―H ；-1620cm 1 为δ-N―H；141468 cm 1 为―CH2―的 vC―H ；-CH3 CH31385cm 与 1370cm 峰高比约为 1:1，表明有―CH CH3 所以为 CH310、化合物分子式为 C6H12O2，据图 10-30 的 IR 谱推导结构。-1-1CH―CH2―NH2解：Ω = 6 + 1 -12 =1 2-CH31397cm 1 与 1370cm 1 峰高比约为 1:2，表明有 CH3―C―CH3-1184cm 1 与 1150cm 1 为 vsC―O―C ；-1280cm 1 为 vasC―O―C ；-1720cm 1 为 vC=O ；-2960cm 1 为 vC―H ；-CH3 O 所以可为 CH3―C CH3 其中之一。若需确证，还需有其它信息。11、化合物分子式为 C4H9NO，据图 10-31 的 IR 谱推导结构。O 或CH3COCH3CH3―C―O―C―CH3 CH3151? 9 解：Ω = 4 + 1 + ( ) =1 23350cm 1、3170cm 1 为 vN―H ；-2960cm 1 为 CH3 的 vC―H ；-O 1640cm 1 峰在 1650cm 1 处有高峰，表明为伯酰胺―CNH2 ；-1465cm 1 峰在 1425cm 1 为 vN―H 与δ-1 -1N―H混和峰； CH31370cm 与 1355cm 峰高比约为 1:1，表明有 CH CH3 CH3 所以 CH3 O CH―C―NH216第十一章核磁共振波谱法基本要求：了解什么是核磁共振以及发生核磁共振的必要条件， 了解什么是化学位移以及影响化学位移的因素 （电负性、 磁各向异性、 氢键等） ， 了解在某些化学环境中 1H 的δ 的大致范围， 了解自旋一自旋偶合及自旋偶合所产生的裂分， 了解核磁共振的基本实验技术和常用的去偶方法， 能利用 1HNMR 上化学位移、偶合常数、积分面积确定分子结构（一级谱） ， 了解 13CNMR 的特点。 重点：发生核磁共振的必要条件，在某些化学环境中 1H 的δ 的大致范围，自旋偶合和裂 分。 难点： HNMR 谱解析，13CNMR 的特点。 参考学时：8 学时1部分习题解答1、下列原子核中哪些核有自旋角动量？1 4 7 13 12 16 19 31 14 15 1 H, 2 He, 3 Li, 6 C, 6 C, 8 O, 9 F, 15 P, 7 N, 7 N7 解： 1 1 H, 3 Li,13 19 31 14 15 6 C, 9 F, 15 P, 7 N, 7 N 有自旋角动量。2、使用 300MHz 的频率照射时，发现某氢核吸收峰与 TMS 峰间的频率差（Δ ν ）为 2184Hz，该吸 收峰的化学位移（δ ）为多少？解： ? ??v 2184 ? 10 6 ? ? 10 6 ? 7.28 （ppm） v0 3003、下列化合物中各有几种等价质子？O―CH2 （1）CH3CH2CH3 （2）CH3CH O―CH2 （3） CHCH3CH317H2C （4）CH3CH = CH2 （5）CH3CHClCH2CH3 （6） H2C CO2H （7） C*―CH2Br Br （8）(CH3)2C(OH)CH2COCH3 CCH2CH2解： （1）2 种 （4）4 种 （7）6 种（2）3 种 （5）5 种 （8）4 种（3）5 种 （6）1 种4、下列化合物的 1H NMR 谱中有无自旋-自旋偶合，如有偶合裂分，应产生几重峰？ （1）ClCH2CH2I （4）CHBr = CHCl（反式） （2）ClCH2CH2Cl （3）(CH3)3CCH2Br解： （1）Cl CH2 CH2I a b （2）Cl CH2 CH2Cl a CH3aH：三重峰 bH：三重峰 无偶合，单峰a b （3）CH3―C―CH2Br CH3 a Br （4） H a C=C Cl b H无偶合，aH: 单峰 bH: 单峰偶合，aH: 双峰 bH: 双峰5、据下列分子式及 1H NMR 信息推结构式，并注明各峰归属（a→b→c…由高场向低场） 。 （1）C3H6Br2：两组峰 （2）C2H6O：三组峰 （3）C3H7NO2：两组峰 （4）C3H8S：三组峰 a：2H 五重峰，b: 4H 三重峰 a：三重峰，b: 四重峰，c: 单峰 a：两重峰，b: 七重峰 a：三重峰，b: 单峰，c: 四重峰 18（5）C3H4ClO2Na：两组峰a：双峰，b: 四重峰解： （1）BrCH2―CH2―CH2Br a b b（2）CH3―CH2―OH a c b b （3）CH3―CH―NO2 a CH3 a （4）CH3CH2SCH3 a c b Cl （5）CH3―CH―COONa a b6、由下列化合物的氢谱数据及分子式推结构。 （1）C4H10O δ 1.28(9H)单峰 1.35(1H)单峰 （2）C4H8O δ 1.05(3H)三峰 2.13(3H)单峰 2.47(2H)四峰 （3）C4H10O2 δ 3.25(6H)单峰 3.45(4H)单峰CH3 解： （1）CH3―C―OH CH3 O （2）CH3―CH2―C―CH3 （3）CH3―OCH2CH2―OCH38、某化合物分子式为 C9H13N，其 1H NMR（图 11-30）谱如下，试推导结构。19(1 ? 13) 解：Ω = 10 + =4 2CH3 NCH2― CH39、化合物分子式为 C3H5NO，1H NMR 谱如图 11-31，试推结构。解：Ω = 1 + 3 +1? 5 =2 2CH2―CH2 HN O20第十三章基本要求：了解色谱法的分类及其特点，色谱法基础掌握保留值、峰宽、容量因子等色谱术语， 掌握塔板的概念及描述柱效能的参数， 了解速率理论方程的特点和意义， 掌握分离度的定义以及影响分离度的三个因素， 了解色谱定性和定量的方法，保留指数和校正因子（f） 。 重点：色谱术语（保留值、峰宽、容量因子、分离因子、n、neff 和分离度等） ，色谱定性 和定量方法。 难点：速率理论，影响分离度的因素，保留指数，校正因子。 参考学时：4 学时部分习题解答8、在 GLC 中，下列措施对板高（H）有何影响？ ① 增加液相载荷量 ② 减慢进样速度 ③ 升高汽化室温度 ④ 增大载气流速 ⑤ 减小载体粒度 ⑥ 降低柱温解：① 增加液相载荷量，df↑,H↑ ② 减慢进样速度，未进柱先扩张，H↑ ③ 升高汽化室温度，分子之间距离增加，H↑ ④ 当 u＜uopt 时，H↓；当 u＞uopt 时，H↑ ⑤ 减小载体粒度，dp↓,H↓；但 dp 过小，不便填充，λ 会增大，H 会↑ ⑥ 降低柱温，会使 Dg、DL 减小，对 B、C 均有影响，对 H 的影响视分子扩散 项和传质阻力项的相对大小而定。10、在实际色谱分析工作中，假设其他条件不变，①欲将分离度（ R）提高一倍，柱长（L）要增 21加多少倍？②理论板数（n）增加一倍，分离度（R）增加多少倍？解：由分离度表达式知 ①n?R? nL 欲使 R 提高一倍，L 要增加 3（22 - 1）倍； H②n 增加一倍，R 增加 0.414 即（ 2 ? 1 ）倍。11、试由分离度（R）的定义式，假设 n=n1=n2， k ? ?? ? k2 ? k1 ，导出 R 的表达式： 2R?n ? ? ? 1 ?? k ? ? ? ?? ? 2 ? ? ? 1 ?? 1 ? k ? ?解： R ?2(t R 2 ? t R1 ) W1 ? W2假设W=n1=n2，由 W ?4 nt R 可得： R ?n 2? t R 2 ? t R1 ? ? ?t ?t ? ? R1 ? ? R2由于t R ? t M (1 ? k ?)? R?n 2? ? k1 ? ? ? k2 ? ? k? ? k? ? 2 ? ? 2 ? 1 ?分离因子k? ?? 2 ? k1?? ? n ? ? ?1 R? 2 2 ? ?1 ? ? ? ? k1 ?R?? ? ? ? ? ?令k?? ? k2 ? k1 2可得n ? ? ? 1 ?? k ? ? ? ?? ? 2 ? ? ? 1 ?? 1 ? k ? ?12、根据 van Deemter 方程，导出以常数 A、B、C 表示的最佳线速度（uopt）和最小板高（Hmin） 。解：van Deemter 方程H ? A?B ? Cu uB C通过求极值，可得到与 Hmin 对应的 u opt ? 将 uopt 代入方程： H min ? A ?B B/C? C ? B / C ? A ? 2 BC14、 组分 A 和 B 在某气液色谱柱上的分配系数分别为 495 和 460， 试问哪一个组分先流出色谱柱？解：KA= 495＞KB = 460 当色谱柱确定时? k? ? K 故 k? A ＞ kB22而 k ? 亦为保留值∴ B 组分先流出色谱柱。15、组分 A 从气液色谱柱流出需 15.0min，组分 B 需 25.0min。而不被固定相保留的组分 C 流出色 谱柱需 2.0min。问： ①组分 A 相对于组分 B 的相对保留值是多少？ ②组分 B 相对于组分 A 的相对保留值是多少？ ③对于组分 A，容量因子（k′）是多少？ ④组分 B 在固定相上平均停留时间是多少？解：tR,A = 15.0min tM = 2.0min ① rA, B ?t? R, A t? R, B?tR,B = 25.0mint? R , A = 13.0min t? R , B =23.0min?15.0 ? 2.0 13 ? 25.0 ? 2.0 23② rB, A ?t? R, B t? R, A?23 13③ t? A ?t? R, A ? tM15.0 ? 2.0 13 ? 2.0 2④ t? R, B ? 25.0 ? 2.0 ? 23.0 min16、在一根 2m 长的硅油柱上分析一个混合物，得下列数据： 组分 tR Wh/2/cm-苯 1min 20s甲苯 2min 2s 0.291乙苯 3min 1s0.2110.409已知记录纸速度为 1200mm?h 1。求此色谱柱对每个组分的理论塔板数和板高。解：纸速=120 1 cm?sec 1 ? 3600 30H?L 2000 ? ? 2.26 （mm） n 885 1 8 (cm) ? 30 32t R,苯 ? 80 ?n苯? 8 ? ? ? ? 5.54 ? ? 3 ? ? 885 ? 0.211? ? ? ? ?23组分 tR / sec tR/cm n=5.54 (tR 2 ) Wh / 2苯 80甲苯 122乙苯 1818 3885 2.26122 30181 30H?L /mm n17、分析某种试样时，两个相邻组分的分离因子α =1.16，柱的有效塔板高度 H eff ? 需要多长的色谱柱才能使这两个组分的色谱峰达到基线分离（即 R=1.5）？L =1mm， n eff解：假设 W1=W2，由 R 的定义式可导出 即R?neff ? ? 1 ( ) 4 ?neff ? 16.R 2 (? 2 ) ?1 8 9 2 ? ?1L = Heff?neff = 1892(mm)≈2(m)18、色谱图上的两个色谱峰，其保留时间和半高宽分别为： tR1=3min20s, tR2=3min50s, Wh/2,1=1.7mm，Wh/2,2=1.9mm，已知 tM=20s，纸速为 1cm?min 1，求这两-个色谱峰的分离因子（α ）和总分离效能（K1） 。组分12tR / mm200 6230 62(t R 2 ? t R1 ) K1 ? ? Wh / 2,12?(230 200 ? ) 6 6 ? 2.8 1.9 ? 1.7??t? R, 2 t? R,1?230 ? 20 ? 1.17 200 ? 2020、A，B 两组分在某柱上的保留时间分别为 13.5 和 13.8min，理论板数对这两个组分均为 4100， 试问：24①A，B 两组分能分离到何种程度？ ②假设 A，B 的保留时间不变，欲使分离度达到 R=1.0，理论板数应为多少？解：①由 11 题知 R ?t ?t ? n? ? R, B R, A ? ? 0.35 ? 2 ? t R, B ? t R, A ? ? n R?1.0 n R?0.35 ? 1.0 0.35 n R?1.0 ? 33469② ∵ R ? n,21、有两只长度相同的色谱柱 I 和 II，测得速率理论方程式的常数如下：A / cm I II 0.07 0.11B / cm2?s 1-C/s 0.02 0.050.12 0.10求：①柱 I 和 II 的最佳线速度（uopt）和最小板高（Hmin） ； ②高效柱的柱效能是低效柱的几倍？解：① u opt ?B ；柱 I Cuopt =245cm/s;柱 II uopt =1.41cm/s; Hmin = A+2 BC柱 I Hmin = 0.168cm/s; 柱 II Hmin = 0.251cm/s L L ②两只柱长相同；柱 I nmax ? ；柱 II nmax ? ； 0.168 0.251 柱效（以 nmax 表示）柱 I 是柱 II 的 1.49 倍22、在 HPLC 中，a,b 两组分的分配系数分别为 9 和 14，柱的固定相体积为 0.5mL，流动相体积为 1.0mL，流动相体积流速为 0.8mL/min，求 a,b 两组分的保留体积和保留时间。解： V R ? V M ? KVtR ?VR ； FCa: VR = 1.0 + 9×0.5 = 5.5(ml) b: VR = 1.0 + 14×0.5 = 8.0(ml)tR ? tR ?5.5 ? 6.88 (min) 0.8 8.0 ? 10.0 (min) 0.823、某化合物只含乙醇、正庚烷、苯和乙酸乙酯，色谱分析数据如下：25组分 乙醇 正庚烷 苯 乙酸乙酯峰面积/cm2 5.0 9.0 4.0 7.0f 0.64 0.70 0.78 0.79衰减 1 1 2 4百分含量/%计算各组分的百分含量，并填在上表中。解：由归-法公式计算，注意组分峰面积应由测得的面积×衰减倍数 质量分数 乙醇： fA = 5.0×0.64 = 3.2 正庚烷：fA = 9.0×0.70 = 6.3 苯： fA = 2×4.0×0.78 = 6.24 8.45% 16.64% 16.48% 58.43% Σ 100%乙酸酯：fA = 4×7.0×0.79 = 22.12 Σ 37.8614、准确称取苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯四种纯化合物，配成混合溶液，在一定的色谱条件下进行 分析，得到以下数据： 物质 纯物质量/g 峰面积/cm2 苯 0.435 4.0 甲苯 0.824 7.6 乙苯 0.864 8.1 邻二甲苯 1.760 15.0试求各组分以苯为参比物质的校正因子（f） 。解： f ?1 AS / m S ? ； 甲苯 f = 0.997； 乙苯 f = 0.981；邻二甲苯 f = 1.079 S Ai / mi15、有一试样含有甲酸、乙酸、丙酸及少量水、苯等物质，称取试样 1.055g。以环己酮作内标，称 取 0.1907g 环己酮加到试样中，混合均匀后吸取此试液 3μL 进样，得到色谱图上测得各组分峰面积及已 知的相对响应值如下表所示： 组分 峰面积 A 相对响应值 s 甲酸 14.8 0.261 乙酸 72.6 0.562 环己酮 133 1.00 丙酸 42.4 0.938求试样中甲酸、乙酸和丙酸的百分含量。解：由内标法公式计算甲酸=7.71%26乙酸=17.56%丙酸=6.14%第十四章气相色谱法基本要求：了解气相色谱仪的流程及主要部件， 了解气相色谱柱、气相色谱固定相的类型，固定液的极性表达和固定相选择的 原则， 了解气相色谱检测器的性能指标，几种检测器的结构、检测原理、特点以及主 要操作条件，联用技术， 掌握气相色谱分析条件的选择原则， 了解程序升温气相色谱法和毛细管气相色谱法的特点。 重点：气相色谱柱和固定液的选择，气相色谱检测的结构、原理、特点及主要操作条件。 难点：气相色谱分析条件的选择原则，PTGC 和毛细管气相色谱法的特点。 参考学时：3 学时部分习题解答3、有一样品含 H2O，甲醇、乙醛、乙醇、1-丙醇、乙醚，若选用聚乙二醇-400 为固定液，预测它 们的出峰顺序。解：出峰先后顺序为：乙醚、乙醛、甲醇、乙醇、1-丙醇、H2O6、在气相色谱分析中，为了测定下面组分，宜选用哪种检测器？ ① 农作物中含氯农药的残留量； ② 酒中水的含量； ③ 啤酒中微量硫化物； ④ 苯和二甲苯的异构体。解：①ECD②TCD③FPD④FID 或 TCD7、火焰离子化检测器灵敏度的测定：注入含苯 0.05%的 CS2 溶液 1μ L，苯的色谱峰高为 10cm，半 高宽为 0.5cm，记录仪器灵敏度为 0.2mV?cm 1，仪器噪声为 0.02mV，求其灵敏度和检测限。-解：FID 为质量流量敏感型检测器，其灵敏度 A ? u1 ? 60 Sm ? （mV?sec?g 1） m ? u227式中A――峰面积，cm2； u1――记录仪灵敏度，mV?cm 1；-u2――振速，cm?min 1；-60 为将 min 换算成 sec 的换算系数，sec?min 1；-增加 u2 = 1200mm?h 1 = 2cm?min 1；-苯的密度为 0.88g?mL 1-m = 0.05%×10 3×0.88 = 4.4×107g-Sm ?1.065 ? 10 ? 0.5cm 2 ? 0.2mv ? cm ?1 ? 60 sec? min ?1 4.4 ? 10 ?7 g ? 2cm ? min ?1-? 7.3 ? 10 ?7 （mV?sec?g 1）检测限 [若按 D ?D?2N 2 ? 0.02mV ? ? 5.5 ? 10 ?10 （g?sec 1） 7 ?1 S 7.3 ? 10 mv ? sec? g3N 计 D=8.2×10 10（g?sec 1）] S8、以 TCD 作检测器，对某混合物作气液色谱分析，得到六个峰，它们的保留值（以对应的记录纸 长表示、单位 cm）如下： 组分 保留值/cm 空气 0.5 正己烷 9.0 环己烷 15.1 正庚烷 16.4 甲苯 19.2 正辛烷 31.5试计算甲苯和环己烷的保留指数（I） 。解：? log t? t? R.i ? l o g R. z ? I ? 100? z ? ? log t? t? R. z ?1 ? l o g R. z ? ?t? R =9.0 C 0.5 t? R =15.1 C 0.5 t? R =16.4 C 0.5正己烷 环己烷 正庚烷log t ? R. z =0.9294 log t ? R.i =1.1644 log t ? R. z ?1 =1.20141.1644 ? 0.9294? ? I 环己烷 ? 100?6 ? ? 686.4 1.2014 ? 0.9294? ? ?同理I 甲苯 = 757.6289、以 FID 检测器在 15%OV-17 柱上、柱温 150℃，测得以下组分的保留值（以相应的记录纸长度表 示、单位 mm）如下： 组 分 甲 烷 正壬烷 30 正癸烷 58保留值 / cm3.0正壬烷和正癸烷的峰宽相等，都等于 4.8mm，求位于正壬烷和正癸烷两峰之间，且能与正壬烷达到基线 分离（R=1.5）的组分的保留指数（I） 。? t R ,i ? t R ,C o q 解： R ? 2? ? ? Wi ? WC o q ?? t? ? t? o R ,C q ? ? R ,i ? W ? ?R=1.5= 30 C 3.0 t? R ,C oqW = 4.8∴t? R ,i ? 34.2(mm)? log 34.2 ? log 27.0 ? I i ? 100?q ? ? ? 932 log 55.0 ? log 27.0 ? ?10、有一根 1m 长的气液色谱柱，N2 作载气。当载气流速为 40mL/min 时。理论板数 n=800；当载 气流速为 10mL/min 时，n=1000。求最佳载气流速所对应的 H 和 n 的值。解：空心柱H?B ? cu u以体积流速代替线速度计算?1000 B ? ? c ? 40 ? ? 800 40 ? ?1000 ? B ? c ? 10 ? ?1000 10B = 7.33C=0.0267H min ? 2 BC ? 0.88 (mm)nmax = 113629第十五章高效液相色谱法基本要求：了解高效液相色谱法的特点， 了解高效液相色谱仪的主要部件及分析流程， 了解吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法和体积排除色谱法的固定相、 流动相和分离机理等， 掌握上述各种分离类型的应用范围及其特点， 了解薄层色谱法的特点。 重点：HPLC 的特点，HPLC 的各种分离类型的应用范围及其特点。 难点：HPLC 的各种分离类型的固定相、流动相和分离机理。 参考学时：3 学时部分习题解答2、在硅胶柱上，用 2-氯丙烷作流动相时，某溶质的保留时间为 28min。若改用 CCl4 或 CHCl3 为流 动相，试指出哪一种溶剂能减小该溶质的保留时间？解： ε0CCl4 0.11α -氯丙烷 0.22CHCl3 0.26硅胶色谱中溶剂强度增加，组分的 k′减小，故采用 CHCl3 可减小该溶质的保留时间。3、什么叫总体性能检测器？什么叫溶质性能检测器？试将 HPLC 中常用的几种检测器按响应特征分 类。解：溶质性能检测器：紫外/可见，荧光检测器 总体性能检测器：示差折光率检测器，电导检测器9、指出下列物质在正相色谱和反相色谱中的洗脱顺序？ （1）正己烷、正己醇、苯 （2）乙酸乙酯、乙醚、硝基丁烷解： （1）正相色谱中洗脱顺序为：正己烷、苯、正己醇 （2）反相色谱中洗脱顺序为：正己醇、苯、正己烷3010、何谓分离因子（α ）？在 GLC 中如何改变α 值？在 LC 中如何改变α 值？解：在 GIC 中主要通过改变固定液来改变α 值。在 LC 中除了改变固定相外，也可通 过改变流动相来改变α 值。12、欲测定下列试样，宜采用哪种液相色谱法？并指出所选用的固定相、流动相和检测器。 （1）苯、萘、联苯、蒽和菲； （2）CH3CH2OH 和 CH3CH2CH2OH （3）Ba2+和 Sr2+ （4）n-C4H9COOH 和 n-C5H11COOH （5）高相对分子质量的葡萄糖苷 （6）正己烷、正庚烷、正辛烷和正癸烷 （7）邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯 （8）苯乙酮、苯、硝基苯解： 分 离 类 型 固 定 相 ODS 硅胶 ODS 离子交换剂 极性键合相 凝胶 极性键合相 硅胶 ODS 流 动 相 检 测 器 uV uV 示差折光率 电化学 示差折光率 示差折光率 示差折光率 uV uV(1) 分配色谱 RPLC 吸附色谱 (2)分配色谱 RPLC (3)IEC (4)分配色谱、正相液相色谱法 (5)SEC (6)分配色谱，正相液相色谱法 (7)吸附色谱 (8) 分配色谱甲醇/水 环己烷 乙腈/水 缓冲水溶液 环己烷/氯仿 水溶液 环己烷 己烷 甲醇/水31
仪器分析习题解2015_理学_高等教育_教育专区。第七章 原子吸收光谱法 基本要求:...参考学时:4 学时 部分习题解答 10、 用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的...2014--2015第1学期 仪器分析期末试题(含参考答案)_工学_高等教育_教育专区。仪器分析期末试题(含参考答案)日2014――2015 第一学期期末考试 仪器分析(专)试题 本...仪器分析2015第1-3章复习题_英语_小学教育_教育专区。第一章 绪论 复习题一. 名词解释 1. 灵敏度 2. 相对标准偏差 3. 检出限 二.简答题 1. 仪器分析方...《仪器分析(专科必修)2015期末试题及答案_工学_高等教育_教育专区。《仪器分析(专科必修)2015期末试题及答案《仪器分析(专科必修)2015 期末试题及答案 一、单项选择...仪器分析课后习题解答_理学_高等教育_教育专区。今日推荐 67份文档 九...7页 免费©2015 Baidu 使用百度前必读 | 文库协议 | 网站地图...2015广西民族大学《仪器分析》期考题_教育学_高等教育_教育专区。考生注意: 1....( 共 15 题题序 22 分。请把正确答案的字母填入下表 ) 4 1 5 1 6 1...仪器分析课后习题答案_理学_高等教育_教育专区。仪器分析课后习题答案 很全第一章 绪论 第二章 光学分析法导论 紫外- 第三章 紫外-可见吸收光谱法 第四章 红外...2014-2015学年第二学期2014级硕士研究生仪器分析课程考试试题_研究生入学考试_高等...(1)加热使 DNA 双链打开,这一步是打开 在细胞中是在 解旋酶 氢 键,称为...仪器分析 课后答案_工学_高等教育_教育专区。梁冰主编,科学出版社。第七章 原子吸收光谱法 基本要求:掌握以下基本概念:共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、...武汉大学化学系仪器分析课后习题答案_理学_高等教育_教育专区。仪器分析-绪论习题解答 仪器分析 绪论习题解答 1、解:以分析信号对质量浓度作图,可得校正曲线 X 的质...
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