大学《分析化学》资料.doc

第八章 电位法和永停滴定法
1．基本概念
　　指示电极：是电极电位值随被测离子的活（浓）度变化而变化的一类电极。
　　参比电极：在一定条件下，电极电位基本恒定的电极。
　　膜电位：跨越整个玻璃膜的电位差。
　　不对称电位：在玻璃电极膜两侧溶液pH相等时，仍有1mV～3mV的电位差，这一电位差称为不对称电位。是由于玻璃内外两表面的结构和性能不完全相同，以及外表面玷污、机械刻划、化学腐蚀等外部因素所致的。
　　酸差：当溶液pH<1时，pH测得值（即读数）大于真实值，这一正误差为酸差。
　　碱差：当溶液pH>9时，pH测得值（即读数）小于真实值，这一负误差为碱差，也叫钠差。
　　转换系数：指当溶液pH每改变一个单位时，引起玻璃电极电位的变化值。
　　离子选择电极：一般由电极膜（敏感膜）、电极管、内充溶液和内参比电极四个部分组成。
　　电位选择性系数：在相同条件下，同一电极对X和Y离子响应能力之比，亦即提供相同电位响应的X和Y离子的活度比。
　　可逆电对：电极反应是可逆的电对。
　　此外还有相界电位、液接电位、原电池、残余液接电位。
2．基本理论
　　（1）pH玻璃电极：
　　① 基本构造：玻璃膜、内参比溶液（H+与Cl-浓度一定）、内参比电极（Ag-AgCl电极）、绝缘套；
　　② 膜电位产生原理及表示式：；
　　③ 玻璃电极作为测溶液pH的理论依据。
　　（2）直接电位法测量溶液pH：
　　① 测量原理。
　　② 两次测量法。pHs要准，而且与pHx差值不大于3个pH单位，以消除液接电位。
　　（3）离子选择电极：
　　① 基本构造：电极膜、电极管、内参比溶液、内参比电极；
　　② 分类：原电极、敏化电极；
　　③ 响应机理及电位选择性系数；
　　④ 测量方法：两次测量法、校正曲线法、标准加入法。

　　（4）电位滴定法：以电位变化确定滴定终点（E－V曲线法、曲线法、曲线法）。
　　（5）永停滴定法：以电流变化确定滴定终点，三种电流变化曲线及终点确定。
1．简述玻璃电极的基本构造和作用原理。
2．玻璃电极的pH使用范围是多少？什么是碱差和酸差？
3．什么是“总离子强度调节缓冲剂（TISAB）”？加入它的目的是什么？离子选择电极的测量方法有哪些？
4．图示并说明电位滴定法及各类永停滴定法如何确定滴定终点。

5．用pH玻璃电极测定pH=5的溶液，其电极电位为+0.0435V；测定另一未知试液时，电极电位为+0.0145V。电极的响应斜率为58.0mV/pH，计算未知试液的pH。 （5.5）

6．将一支离子选择电极插入50.00ml某高氯酸盐待测溶液，与饱和甘汞电极（为负极）组成电池。25℃时测得电动势为358.7mV，加入1.00mlNaClO4标准溶液(0.0500mol/L)后，电动势变成346.1mV。求待测溶液中浓度。
（1.50×10－3mol/L）

第九章 光谱分析法概论
1．基本概念
　　电磁辐射：是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光子流。
　　磁辐射性质：波动性、粒子性
　　电磁波谱：所有的电磁辐射在本质上是完全相同的，它们之间的区别仅在于波长或频率不同。若把电磁辐射按波长长短顺序排列起来，即为电磁波谱。
　　光谱和光谱法：当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，所得的图谱称为光谱。利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称光谱法。
　　非光谱法：是指那些不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、折射、干涉、衍射和偏振）的变化的分析方法。
　　原子光谱法：测量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱为基础的成分分析方法。为线状光谱。
　　分子光谱法：以测量分子转动能级、分子中原子的振动能级（包括分子转动能级）和分子电子能级（包括振－转能级跃迁）所产生的分子光谱为基础的定性、定量和物质结构分析方法。为带状光谱。
　　吸收光谱法：物质吸收相应的辐射能而产生的光谱，其产生的必要条件是所提供的辐射能量恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需的能量。利用物质的吸收光谱进行定性、定量及结构分析的方法称为吸收光谱法。
　　发射光谱法：发射光谱是指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、热能、电能或化学能的激发跃迁到激发态后，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量，而产生的光谱。利用物质的发射光谱进行定性定量及结构分析的方法称为发射光谱法。
2．基本计算
　　（1）电磁辐射的频率：ν=C/λ σ=1/λ=ν/C
　　（2）电磁辐射的能量：E=hν=hC/λ=hCσ
3．光谱分析仪器组成：辐射源、分光系统、检测系统
1．光学分析法有哪些类型？
2．吸收光谱法和发射光谱法有何异同？
3．什么是分子光谱法？什么是原子光谱法？
4．光学仪器三个最基本的组成部分及其作用。
5．简述常用的分光系统的组成以及各自作用的特点。
6．简述常用辐射源的种类，典型的光源及其应用范围。

第十章 紫外-可见分光光度法
【基本内容】
　　 本章内容包括紫外-可见分光光度法的基本原理和概念：电子跃迁类型,紫外-可见吸收光谱法中的一些常用术语，吸收带及其与分子结构的关系，影响吸收带的因素，分光光度法的基本定律（朗伯－比尔定律），偏离比尔定律的两大因素；紫外-可见分光光度计的主要部件，仪器类型及光学性能；紫外-可见分光光度分析方法：定性鉴别，纯度检查，单组分定量及多组分定量（计算分光光度法），紫外吸收光谱法用于有机化合物分子结构研究及比色法。
【基本要求】
　　 掌握紫外-可见吸收光谱产生的原因及特征，电子跃迁类型、吸收带的类型、特点及影响因素以及一些基本概念；Lambert-Beer定律的物理意义，成立条件，影响因素及有关计算；紫外-可见分光光度法单组分定量的各种方法，多组分定量的线性方程组法和双波长法。
　　 熟悉紫外-可见分光光度计的基本部件，工作原理及几种光路类型；用紫外-可见分光光度法对化合物进行定性鉴别和纯度检查的方法；多组分定量的其他方法。
　　 了解紫外光谱与有机物分子结构的关系，比色法的原理及应用。
1．基本概念
　　透光率（T）：透过样品的光与入射光强度之比。T=It/I0
　　吸光度（A）：透光率的负对数。A=－lgT=lg(I0/It)
　　吸光系数（E）：吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。根据浓度单位的不同，常有摩尔吸光系数ε和百分吸光系数之分。
　　电子跃迁类型：
　　（1）σ-σ* 跃迁：处于σ成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到σ* 反键轨道。饱和烃中电子跃迁均为此种类型，吸收波长小于150nm。
　　（2）π-π* 跃迁：处于π成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到π* 反键轨道上，所需的能量小于σ-σ* 跃迁所需的能量。孤立的π-π* 跃迁吸收波长一般在200nm左右，共轭的π-π* 跃迁吸收波长
＞200nm，强度大。
　　（3）n-π* 跃迁：含有杂原子不饱和基团，其非键轨道中的孤对电子吸收能量后向π* 反键轨道跃迁，这种吸收一般在近紫外区（200－400nm），强度小。
　　（4）n-σ* 跃迁：含孤对电子的取代基，其杂原子中孤对电子吸收能量后向σ* 反键轨道跃迁，吸收波长约在200nm。
　　以上四种类型跃迁所需能量σ-σ* > n-σ* ≥ π-π* > n-π*
　　（5）电荷迁移跃迁和配位场跃迁
　　生色团：有机化合物分子结构中含有π-π* 或n-π* 跃迁的基团，能在紫外－可见光范围内产生吸收的原子团。
　　助色团：含有非键电子的杂原子饱和基团，与生色团或饱和烃连接时，能使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。
　　红移（长移）：由于化合物的结构改变，如发生共轭作用、引入助色团以及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
　　蓝移（紫移或短移）：当化合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动。
　　增色效应：由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度增加。
　　减色效应：由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度减小。
　　强带：化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值大于104的吸收峰。
　　弱带：化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值小于102的吸收峰。
　　吸收带及其特点：
吸收带符号
跃迁类型

波长（nm）
吸收强度（εmax）
其他特征
R
n→π*
～250-500
< 100
溶剂极性↑，λmax↓
K
共轭π→π*
～210-250
> 104
共轭双键↑，λmax↑，强度↑
B
芳芳香族C=C骨架振动及环内π→π*
～230-270
～200
蒸气状态出现精细结构
E
苯环内π→π*共轭
～180（E1）
～200（E2）
～104
～103
助色团取代λmax↑，生色团取代，与K带合并
　　计算分光光度法：运用数学、统计学与计算机科学的方法，在传统分光光度法基础上，通过量测试验设计与数据的变换、解析和预测对物质进行定性定量的方法。
2．基本原理
　　（1）Lambert-Beer定律：当一束平行单色光通过均匀的非散射样品时，样品对光的吸收度与样品的浓度及厚度成正比。A=ECl
　　（2）吸光度的加和原理：溶液中存在多种无相互作用的吸光物质时，体系的总吸光度等于各物种吸光度之和。A总=Aa+Ab+Ac+……
　　（3）计算分光光度法：
　　①双波长分光光度法：等吸收双波长消去法和系数倍率法均利用使ΔA干扰=0，ΔA信号=ΔA被测原理消去干扰组分的吸光度值。
　3．基本计算
　　（1）Lambert-Beer定律数学表达式：
　　A=-lgT=ECl 或 T=10-A=10-ECl
　　（2）摩尔吸光系数与百分吸光系数的关系：

　　（3）单组分定量：
　　① 吸光系数法：C＝A/El
　　② 对照法：

　　③ 校正曲线法
　　（4）多组分定量（a + b的混合物）：
　　①解线性方程组：

　　② 等吸收双波长消去法：

　 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。
2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？
3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？
4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？
5．紫外－可见分光光度计从光路分类有哪几类？各有何特点？
6．简述紫外－可见分光光度计的主要部件、类型及基本性能。
7．简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。
8．举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。
9．为什么最好在lmax处测定化合物的含量？
10．说明双波长法的原理和优点。怎样选择l1和l2？
11．以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外－可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。
12．安络血的摩尔质量为236，将其配成每100ml含04962mg的溶液，盛于1cm吸收池中，在lmax为355nm处测得A值为0.557，试求安络血的及e值。 (=1123，e=2.65´104)
13．称取维生素C 0.05g溶于100ml的0.005mol/L硫酸溶液中，再准确量取此溶液2.00ml稀释至100ml，取此溶液于1cm吸收池中，在lmax245nm处测得A值为0.551，求试样中维生素C的百分含量。 （245nm=560）　 (98.39%)
14．某试液用2.0cm的吸收池测量时T=60%，若用1.0cm、3.0cm和4.0cm吸收池测定时，透光率各是多少？
(T2=77.46%，T3=46.48%，T4=36.00%)
15．有一标准Fe3+溶液，浓度为6mg/ml，其吸光度为0.304，而试样溶液在同一条件下测得吸光度为0.510，求试样溶液中Fe3+的含量（mg/L）。
(10.07mg/ml)
)
16．精密称取试样0.0500g，置250ml量瓶中，加入0.02mol/L HCl溶解，稀释至刻度。准确吸取2ml，稀释至100ml，以0.02mol/L HCl为空白，在263nm处用1cm吸收池测得透光率为41.7%，其摩尔吸收系数为12000，被测物摩尔质量为100.0，试计算(263nm)和试样的百分含量。 　　(1200，79.17%)

第十二章 红外吸收光谱法
1．基本概念
　　基频峰：当分子吸收一定频率的红外线，由振动基态（V=0）跃迁至第一激发态（V=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。
　　泛频峰：将倍频峰、合频峰及差频峰统称为泛频峰。
　　伸缩振动：化学键两端的原子沿着键轴方向作规律性的伸缩运动。
　　弯曲振动：键角发生规律性变化的振动，又称为变形振动。
　　振动自由度：分子基本振动的数目。
　　简并：振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为简并。
　　红外活性振动：能引起偶极矩变化而吸收红外线的振动
　　红外非活性振动：不能引起偶极矩变化，不吸收红外线的振动。
　　特征峰：凡是能用于鉴别基团存在的吸收峰。
　　相关峰：由一个基团产生的一组相互具有依存关系的吸收峰。
　　特征区：4000～1300cm-1的区域称为特征区。
　　指纹区：1300～400cm-1区域称为指纹区。
2．基本原理
　　（1）振动自由度：非线型分子有3N－6个振动自由度；线型分子有3N－5个。
　　（2）红外吸收光谱产生的条件：①EL =ΔV·hγ 或 γL=ΔV·γ；②Δμ≠0。
　　（3）基频峰的分布规律：①μ愈小，σ愈高。②μ相同，K愈大，σ愈高。③μ相同时，一般ν>β>γ。
　　（4）解析光谱的三大要素：第一是峰位，第二是峰强，第三是峰形。
　　（5）解析光谱的原则：遵循用一组相关峰确定一个基团。
　　（6）解析光谱的顺序：先特征区，再指纹区。
　　（7）掌握各类化合物的主要光谱特征。
3．基本计算
　　①　　　②　γL=ΔV·γ
　　③　 　　④
1．红外吸收光谱与紫外－可见吸收光谱在谱图的描述及应用方面有何不同?
2. 红外光谱仪与紫外－可见分光光度计在主要部件上有何不同？
3.何为红外非活性振动？
4.分子吸收红外辐射而发生能级跃迁的必要条件是什么？
5.基频峰的分布规律有哪些？
7.特征区与指纹区是如何划分的？在光谱解析时有何作用？
8.如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃？
9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基？
10.芳香族化合物的红外吸收光谱有哪几种吸收峰？
11.羧酸与羧酸盐的红外光谱有何不同？
12.胺盐与胺类的红外光谱有何明显不同？
13.何为解析红外吸收光谱的三要素？
14.正确解析红外光谱必须遵循哪些原则？
15.解析红外光谱的顺序是什么？为什么？

第十六章 色谱分析法概论
【基本内容】
　　 本章内容包括色谱分析法及其分类和发展；色谱过程；色谱流出曲线和有关概念：保留值、峰高和峰面积、区域宽度、分离度；分配系数和保留因子，色谱分离的前提；色谱法的分类，各类色谱的分离机制；色谱基本理论塔板理论，二项式分布和色谱流出曲线方程，速率理论，范第姆特方程及其各项的含义；色谱分析法的发展。
【基本要求】
　　 掌握色谱法的有关概念和各种参数的计算公式，包括保留值：保留时间、保留体积、调整保留时间及体积、死时间及死体积、保留指数，区域宽度：标准差、半峰宽和峰宽；分配系数和保留因子的定义及二者之间的关系，保留时间与分配系数和保留因子的关系；色谱分离的前提；塔板理论，理论塔板高度和理论塔板数；速率理论及影响柱效的各种动力学因素。
　　 熟悉色谱过程；分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和空间排阻色谱四类基本类型色谱的分离机制、固定相和流动相、影响组分保留行为的因素。
　　 了解色谱法的分类及色谱法的发展。
1．基本概念
　　保留时间tR：从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
　　死时间t0：分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
　　调整保留时间tR'：某组分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组分在柱中多停留的时间。
　　相对保留值r2,1：两组分的调整保留值之比。
　　分配系数K：在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相与流动相中的浓度之比。
　　保留因子k：在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中的质量之比。
　　分离度R：相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。

　　分配色谱法：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别或分配系数的差别而实现分离的色谱法。
　　吸附色谱法：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别或吸附系数的差别而实现分离的色谱法。
　　离子交换色谱法：利用被分离组分离子交换能力的差别或选择性系数的差别而实现分离的色谱法。
　　分子排阻色谱法：根据被分离组分分子的线团尺寸或渗透系数的差别而进行分离的色谱法。
　　涡流扩散：在填充色谱柱中，由于填料粒径大小不等，填充不均匀，使同一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱，使色谱峰展宽的现象。
　　纵向扩散：由于浓度梯度的存在，组分将向区带前、后扩散，造成区带展宽的现象。
　　传质阻抗：组分在溶解、扩散、转移的传质过程中所受到的阻力称为传质阻抗。
　　保留指数I：在气相色谱法中，常把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为，也就是以正构烷烃系列为组分相对保留值的标准，即用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分的保留，这个相对值称为保留指数，又称Kovats指数。
　　保留体积VR：是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动相体积。
　　调整保留体积VR'：是由保留体积扣除死体积后的体积。
　　保留比R'：设流动相的线速度为u，组分的移行速度为v，将二者之比称为保留比。
2．基本理论
　　（1）色谱分离的原理：组分在固定相和流动相间进行反复多次的“分配”，由于分配系数K(或容量因子k)的不同而实现分离。各种色谱法的分离机制不同。
　　（2）塔板理论：塔板理论描述组分在色谱柱中的分配和转移行为，由塔板理论导出的流出曲线方程为：

　　塔板理论有如下基本假设：①在色谱柱内一小段长度即一个塔板高度H内，组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。②分配系数在各塔板上是常数。③试样和新鲜流动相都加在第0号塔板上。④流动相不是连续地而是间歇式地进入色谱柱，且每次只进入一个塔板体积。⑤试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
　　塔板理论在解释流出曲线的形状和位置、组分的分离及评价柱效等方面是成功的。
　　（3）速率理论：速率理论解释了影响塔板高度或使色谱峰展宽的各种因素，包括涡流扩散、纵向扩散、传质阻抗和流动相线速度。其表达式为：H=A+B/u+Cu
　　A为涡流扩散系数：A=2ldp
　　B为纵向扩散系数：B=2gDm
　　C为传质阻抗：包括固定相传质阻抗Cs和流动相传质阻抗Cm
3．基本计算
　　（1）保留值：tR'=tR-t0，VR'=VR-V0，r2,1=tR1'/tR2'=VR1'/VR2'

　　（2）分配系数和保留因子：，，tR=t0(1+KVs/Vm) =t0(1+ k)，k=tR'/t0
　　（3）峰宽度：W1/2=2.355σ，W=4σ=1.699W1/2
　　4）柱效：

　　（5）分离度：
3．基本类型色谱方法及其分离机制
　　（1）分配色谱法：利用被分离组分在固定相或（和）流动相中的溶解度差别，即分配系数的差别而实现分离。包括气液分配色谱法和液液分配色谱法。
　　（2）吸附色谱法：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别，即吸附系数的差别而实现分离。包括气固吸附色谱法和液固吸附色谱法。
　　在硅胶液固吸附色谱中，极性强的组分吸附力强。常见化合物的吸附能力有下列顺序：烷烃＜烯烃＜卤代烃＜醚＜硝基化合物＜叔胺＜酯＜酮＜醛＜酰胺＜醇＜酚＜伯胺＜羧酸。
　　（3）离子交换色谱法：利用被分离组分离子交换能力的差别即选择性系数的差别而实现分离。按可交换离子的电荷符号又可分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
　　（4）分子排阻色谱法：根据被分离组分分子的线团尺寸，即渗透系数的差别而进行分离。
1．色谱法作为分析方法的最大特点是什么?
2．一个组分的色谱峰可用哪些参数描述？ 这些参数各有何意义？
3．说明容量因子的物理含义及与分配系数的关系。为什么容量因子 (或分配系数) 不等是分离的前提？
4．各类基本类型色谱的分离原理有何异同？
5．说明式（17∙18）中K与Vs在各类色谱法中的含义有何不同？
6．衡量色谱柱效的指标是什么？衡量色谱系统选择性的指标是什么？
7．用塔板理论讨论流出曲线，为什么不论在 t＞tR或t＜tR时，总是C＜Cmax? 塔板理论有哪些优缺点？
8．简述谱带展宽的原因。
9．下列那些参数可使塔板高度减小?
(1) 流动相速度，(2) 固定相颗粒， (3) 组分在固定相中的扩散系数Ds，(4) 柱长， (5) 柱温。
10．什么是分离度？要提高分离度应从哪两方面考虑？
11．组分在固定相和流动相中的质量为mA、mB(g)，浓度为CA、 CB(g/ml)，摩尔数为nA、nB(mol)，固定相和流动相的体积为VA、VB(ml)，此组分的容量因子是 ( ) 。
A. mA/mB；B. (CAVA)/(CB VB) ；C. nA/nB；D. CA/CB。
（A、B、C）
12．在柱色谱法中，可以用分配系数为零的物质来测定色谱柱中 ( ) 。
A. 流动相的体积；B. 填料的体积；C. 填料孔隙的体积；D. 总体积。
（A、C）
13．在以硅胶为固定相的吸附色谱中下列叙述中正确的是 ( ) 。
A. 组分的极性越强，吸附作用越强；B. 组分的分子量越大，越有利于吸附；C. 流动相的极性越强，溶质越容易被固定相所吸附；D. 二元混合溶剂中正己烷的含量越大，其洗脱能力越强。 （A）
14．在离子交换色谱法中，下列措施中能改变保留体积的是( )。
A. 选择交联度大的交换剂；B. 以二价金属盐溶液代替一价金属盐溶液作流动相；C. 降低流动相中盐的浓度；D. 改变流速。
（A、B、C）
15．在空间排阻色谱法中，下列叙述中完全正确的是( )。
A. VR与Kp成正比；B. 调整流动相的组成能改变VR；C. 某一凝胶只适于分离一定分子量范围的高分子物质；D. 凝胶孔径越大，其分子量排斥极限越大。（C、D）
16．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。
（=13min =6.5ml, =18min =9ml）
17．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) 求调整保留时间及；(3) 用组分2 求有效塔板数nef及有效塔板高度Hef；(4) 求容量因子k1及k2；(5) 求相对保留值和分离度R。
(n2=4.6´103 , H2=0.65mm, =13min，=16min，nef(2)=4.1´103 , Hef(2)=0.73mm, k1=13, k2=16, 1.2，R＝3.0)
18．一根分配色谱柱，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a。
((1)V0=10.5cm3 , (2)(苯) =1.17min , (甲苯) =2.43min , (乙苯) =3.94min , (异丙苯) =5.10min , (3) K (苯) =3.6，K (甲苯) =7.5 , K (乙苯) =12 , K (异丙苯) =16，(4)α (甲苯/苯) =2.1，α(乙苯 /甲苯) =1.6, α(异丙苯/乙苯) =1.3) 。
19．已知KA=2、 KB=0.5， 用式 (17∙29) 计算进流动相5次 (N=5) 分配平衡后，A、B在各塔板中的百分含量及在流动相与固定液中的百分含量。并说明组分的迁移速度与分配系数的关系。
答案：
塔板号r
0
1
2
3
4
5
组分
A B
A B
A B
A B
A B
A B
5Xr
0.132 0.004
0.330 0.041
0.329 0.165
0.165 0.329
0.041 0330
0.004 0.132
流动相
0.044 0.003
0.110 0.027
0.110 0.110
0.055 0.219
0.014 0.220
0.001 0.088
固定液
0.088 0.001
0.220 0.014
0.219 0.055
0.110 0.110
0.027 0.110
0.003 0.044
20．在一根2m的气相色谱柱上，用He为载气，用甲烷测定死时间，在三种流速下测得结果如下，求算：(1)三种流速下的线速度u1，u2及u3； (2) 三种不同线速度下的n及H； (3) 计算Van Deemter方程中A、B、C三个参数。
甲 烷
正十八烷
tR(s)
tR(s)
W(s)
18.2
2020.0
223.0
8.0
888.0
99.0
5.0
558.0
68.0
(u1=11.0cm/s；u2=25.0cm/s；u3=40.0cm/s。n1=1.31´103；n2=1.29´103；n3=1.08´103 ；H1=0.152cm；H2=0.155cm；H3=0.186cm。A=0.0576cm；B=0.703cm2×s-1；C=0.00277s。)
21．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。
(苯678、3-正己酮785、正丁酸乙酯799，正己醇890，未知物是正戊烷)
22．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)
23．某YWG-C18H37 4.6mm×25cm柱，以甲醇－水（80:20）为流动相，记录纸速为5mm/min，测得苯和萘的tR和W1/2分别为4.65和7.39(min), 0.79和1.14 (mm)。求柱效和分离度。
(=1.92×104m–1；=2.33×104m–1；R=8.36)
24．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=1.77，rA,B=0.565，kA=6.50，tB=23.0min）
第十七章 气相色谱法
【基本内容】
　　 本章内容包括气相色谱法的特点；气相色谱仪的组成及工作流程；气液色谱固定液的分类：非极性、中等极性、极性以及氢键型固定液，固定液的选择；载体及其钝化方法；气固色谱用固定相，高分子多孔微球；气相色谱流动相（载气）；检测器及其性能指标，氢焰检测器、热导检测器和电子捕获检测器及其检测原理；气相色谱速率理论；气相色谱实验条件的选择；定性、定量分析方法：归一化法、内标法、外标法和内标对比法；毛细管气相色谱法的特点和实验条件的选择，毛细管气相色谱系统：分流进样和柱后尾吹装置。
【基本要求】
　　 加深对色谱法的基本术语和基本公式的理解和掌握，并能灵活运用。掌握速率理论在气相色谱法中的具体运用，范第姆特方程简式，以及各项在气相色谱法中含义；固定液的分类及选择；分离方程式及分离条件的选择；热导检测器，氢焰离子化检测器；定量方法中归一化法和内标法以及相对重量校正因子的计算。
　　 熟悉范第姆特方程在填充柱和毛细管气相色谱法详细式及含义；气相色谱仪的主要部件，柱温的选择，载气及其选择，检测器的分类以及选择，。
　　 了解气相色谱法的一般流程、分类与特点；高分子多孔微球，载体；毛细管气相色谱法的特点、分类和操作条件；定性分析方法。
1. 基本概念
固定液相对极性，麦氏常数，程序升温，噪声，漂移，分流比，检测器灵敏度，检测限等。
2．基本理论
（1）差速迁移：在色谱分析中，分配系数不同是组分分离的前提条件。气相色谱法中，载气种类少，可选余地小，要改变组分之间分配系数的或大小或比例，主要通过选择合适的固定液。
（2）GC中的速率理论：速率理论是从色谱动力学的角度阐述影响柱效的因素，以Van Deemter方程式表示，在填充柱中，速率方程为：
H=A+B/u+Cu =2λdp+ 2gDg/u+
在开管柱中，A＝0，此时速率方程为：
H=B/u+Cgu+Clu =u +
2. 最小板高对应的载气线速度称为最佳线速度，为了减少分析时间，常用的最佳实用线速度大于最佳线速度。
在学习速率理论时，应熟悉速率方程式中各项和各符号的含义，即这些因素是如何影响柱效的，从而理解分离条件的选择。
（3）色谱柱分填充柱及毛细管柱两类，填充柱又分气-固色谱柱及气-液色谱柱。固定液按极性分类可分成非极性、中等极性、极性以及氢键型固定液。固定液的选择按相似性原则。常用硅藻土载体分为红色载体和白色载体，红色载体常用于涂渍非极性固定液，白色载体常用于涂渍极性固定液。硅藻土载体常需进行钝化，其目的是为了减小载体表面的活性。载体钝化的方法有酸洗（AW）、碱洗（BW）和硅烷化，这些钝化方法分别除去碱性氧化物（主要是氧化铁）、酸性氧化物（氧化铝）和覆盖硅羟基。
毛细管柱可分为涂壁毛细管柱（WCOT）、载体涂层毛细管柱（SCOT）、多孔层毛细管柱（PLOT）和填充毛细管柱。
检测器分浓度型及质量型两类。氢焰检测器是质量型检测器，具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点。热导检测器是浓度型检测器，组分与载气的热导率有差别即能检测。电子捕获检测器也是一种浓度型检测器，检测含有强电负性基团的物质，具有高选择性和高灵敏度。
为保护检测器和色谱柱，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，加热。关机时，先关电源，最后关载气。
（4）柱温的选择原则为：在使最难分离的组分有尽可能好的分离度的前提下，要尽可能采用较低的柱温，但以保留时间适宜及不拖尾为度。对宽沸程样品，采用程序升温方式。
（5）定性与定量：定性方法有已知物对照法，相对保留值，保留指数，利用化学方法配合，两谱联用定性。
定量方法常用归一化法和内标法，在没有校正因子情况下，使用内标对比法较好。
3．基本计算
固定液的相对极性
分离方程式 R=
相对重量校正因子=
归一化法 Ci%=
外标法 mi =
内标法 mi=fiAi ms=fsAs mi= Ci%=
内标对比法

第十八章 高效液相色谱法
【基本内容】
　　 本章内容包括高效液相色谱法的主要类型；化学键合相色谱法：正相、反相键合相色谱法和反相离子对色谱法；疏溶剂理论；其他高效液相色谱法：离子色谱法、手性色谱法、亲合色谱法；化学键合相的种类、性质和特点，溶剂强度和选择性，流动相优化方法简介；高效液相色谱中的速率理论；各类高效液相色谱分离条件的选择；分离模式的选择；高效液相色谱仪；定性和定量分析方法。
【基本要求】
　　 掌握反相键合相色谱法的分离机制、保留行为的主要影响因素和分离条件选择；化学键合相的性质、特点和种类及使用注意事项；流动相对色谱分离的影响；HPLC中的速率理论及其对选择实验条件的指导作用；定量分析方法。
　　 熟悉反相离子对色谱法和正相键合相色谱法及其分离条件的选择；高效液相色谱仪的部件；紫外检测器和荧光检测器的检测原理和适用范围。
　　 了解离子色谱法、手性色谱法和亲合色谱法及其常用固定相；溶剂强度和选择性，混合溶剂强度参数的计算和流动相优化方法。
一、主要内容
1．基本概念
　　（1） 化学键合相：利用化学反应将有机基团键合在载体表面形成的固定相。
　　（2） 化学键合相色谱法：以化学键合相为固定相的色谱法。
　　（3） 正（反）相色谱法：流动相极性小（大）于固定相极性的液相色谱法。
　　（4） 抑制型（双柱）离子色谱法：用抑制柱消除流动相的高电导本底，以电导为检测器的离子交换色谱法。
　　（5） 手性色谱法：利用手性固定相或手性流动相添加剂分离分析手性化合物的对映异构体的色谱法。
　　（6 亲合色谱法：利用或模拟生物分子之间的专一性作用，从复杂生物试样中分离和分析特殊物质的色谱方法，是基于组分与固定在载体上的配基之间的专一性亲和作用而实现分离的色谱法。
　　（7） 梯度洗脱：在一个分析周期内程序控制改变流动相的组成，如溶剂的极性、离子强度和pH值等。
　　（8） 静态流动相传质阻抗Csm：由于组分的部分分子进入滞留在固定相微孔内的静态流动相中，因而相对晚回到流路中，引起的峰展宽。
　　（9） 键合相的含碳量：键合相碳的百分数，可通过对键合硅胶进行元素分析测定。
　　（10） 键合相的覆盖度：参加反应的硅醇基数目占硅胶表面硅醇基总数的比例。
　　（11） 封尾：在键合反应后，用三甲基氯硅烷等对键合相进行钝化处理，减少残余硅醇基，即封尾。
　　（12） 溶剂的极性参数P'：表示溶剂与三种极性物质乙醇（质子给予体）、二氧六环（质子受体P'）和硝基甲烷（强偶极体）相互作用的强度。用于度量分配色谱的溶剂强度。P'越大，溶剂的极性越强，在正相分配色谱中的洗脱能力越强。
　　（13） 溶剂的强度因子S：常为反相键合相色谱的溶剂洗脱能力的度量。
　　（14） 三维光谱－色谱图：用DAD检测器检测，经过计算机处理，将每个组分的吸收光谱和试样的色谱图结合在一张三维坐标图上，即获得三维光谱-色谱图。
2．基本理论
　　（1）速率理论在HPLC中表达式为：H=A+Cm