《仪器分析》课程教学资源（课后习题解答，第三版）第三章 思考题解答

第三章思考题解答 1从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液 相色谱的异同点。 解:二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行 分离的。 从仪器构造上看,液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度, 克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多, 分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰 检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光 检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。 二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快,操作方便等优点,但 沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只 要试样能够制成溶液,既可用于HPLC分析,而不受沸点高、热稳定性 差、相对分子量大的限制

第三章思考题解答 1.从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液 相色谱的异同点。 解：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行 分离的。 从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度， 克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多， 分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰 检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光 检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。 二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但 沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只 要试样能够制成溶液，既可用于HPLC分析，而不受沸点高、热稳定性 差、相对分子量大的限制

2液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些?与气相色谱相比 较,有哪些主要不同之处? 解:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为 涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相 传质以及柱外效应 在气相色谱中径向扩散往往比较显著,而液相 色谱中径向扩散的影响较弱,往往可以忽略。 另外,在液相色谱中还存在比较显著的滞留流 动相传质及柱外效应

2.液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些? 与气相色谱相比 较, 有哪些主要不同之处? 解:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为 涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相 传质以及柱外效应。 在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相 色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。 另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流 动相传质及柱外效应

3在液相色谱中,提高柱效的途径有哪些?其中最有效的途径是 什么? 解:液相色谱中提高柱效的途径主要有: 1提高柱内填料装填的均匀性; 2改进固定相 减小粒度;选择薄壳形担体;选用低粘度的流动相; 适当提高柱温 其中减小粒度是最有效的途径

3. 在液相色谱中, 提高柱效的途径有哪些?其中最有效的途径是 什么? 解:液相色谱中提高柱效的途径主要有: 1.提高柱内填料装填的均匀性; 2.改进固定相 减小粒度; 选择薄壳形担体; 选用低粘度的流动相; 适当提高柱温 其中,减小粒度是最有效的途径

4.液相色谱有几种类型?它们的保留机理是什么?在这些类型 的应用中,最适宜分离的物质是什么? 解:液相色谱有以下几种类型:液液分配色谱;液-固吸附色谱; 化学键合色谱;离子交换色谱;离子对色谱;空间排阻色谱等 其中;液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相 间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物。 液固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实 现分离的最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试 样,凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离

4. 液相色谱有几种类型?它们的保留机理是什么? 在这些类型 的应用中,最适宜分离的物质是什么? 解:液相色谱有以下几种类型:液-液分配色谱; 液-固吸附色谱; 化学键合色谱;离子交换色谱; 离子对色谱; 空间排阻色谱等. 液-固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实 现分离的.最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试 样，凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。 其中;液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相 间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物

化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载 体,所以同时遵循吸附和分配的机理,最适宜分离的物质为与液 液色谱相同。 离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲合力差别而 实现分离的各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分 离,包括无机化合物、有机物及生物分子,如氨基酸、核酸及 蛋白质等

化学键合色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载 体,所以同时遵循吸附和分配的机理,最适宜分离的物质为与液- 液色谱相同。 离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲合力差别而 实现分离的.各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分 离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及 蛋白质等

在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后,组分的离子与对离 子相互作用生成中性化合物从而被固定相分配或吸附进而实现 分离的各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离 子对色谱的特点。 空间排阻色谱是利用凝胶固定相的孔径与被分离组分分子间的相 对大小关系,而分离、分析的方法。最适宜分离的物质是 另外尚有手性色谱、胶東色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理

在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后,组分的离子与对离 子相互作用生成中性化合物,从而被固定相分配或吸附进而实现 分离的.各种有机酸碱特别是核酸、核苷、生物碱等的分离是离 子对色谱的特点。 空间排阻色谱是利用凝胶固定相的孔径与被分离组分分子间的相 对大小关系,而分离、分析的方法。最适宜分离的物质是： 另外尚有手性色谱、胶束色谱、环糊精色谱及亲合色谱等机理

5.在液液分配色谱中,为什么可分为正相色谱及反相色谱? 解:采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动 相中的溶解度从而避免固定液的流失

5. 在液-液分配色谱中，为什么可分为正相色谱及反相色谱？ 解：采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动 相中的溶解度从而避免固定液的流失

6何谓化学键合固定相?它有什么突出的优点? 解:利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固 定相称为化学键合固定相 优点: 1.固定相表面没有液坑,比一般液体固定相传质快的多 2.无固定相流失,增加了色谱柱的稳定性及寿命 3.可以键合不同的官能团,能灵活地改变选择性,可应用与多 种色谱类型及样品的分析 4.有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集

6.何谓化学键合固定相?它有什么突出的优点? 解:利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固 定相称为化学键合固定相. 优点: 1. 固定相表面没有液坑,比一般液体固定相传质快的多. 2. 无固定相流失,增加了色谱柱的稳定性及寿命. 3. 可以键合不同的官能团,能灵活地改变选择性,可应用与多 种色谱类型及样品的分析. 4. 有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集

7.何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱?试述它们的 基本原理 解:在离子色谱中检测器为电导检测器以电解质溶液作为流动 相,为了消除强电解质背景对电导检测器的干扰通常除了分析 柱外还增加一根抑制柱,这种双柱型离子色谱法称为化学抑制 型离子色谱法

7. 何谓化学抑制型离子色谱及非抑制型离子色谱?试述它们的 基本原理. 解:在离子色谱中检测器为电导检测器,以电解质溶液作为流动 相,为了消除强电解质背景对电导检测器的干扰,通常除了分析 柱外,还增加一根抑制柱,这种双柱型离子色谱法称为化学抑制 型离子色谱法

例如为了分离阴离子常使用NaOH溶液为流动相,钠离子的干 扰非常严重,这时可在分析柱后加一根抑制柱,其中装填高容 量H型阳离子交换树脂,通过离子交换,使NaOH转化为电导 值很小的H2O,从而消除了背景电导的影响 R-H++ Naoh→R-Na++HO R-H+NaX→R-Na++H+X+ 但是如果选用低电导的流动相(如1×104~5×104M的苯 甲酸盐或邻苯二甲酸盐),则由于背景电导较低,不干扰 样品的检测,这时候不必加抑制柱,只使用分析柱,称为 非抑制型离子色谱法

但是如果选用低电导的流动相（如１× 10-４~ 5 ×10-4M的苯 甲酸盐或邻苯二甲酸盐），则由于背景电导较低，不干扰 样品的检测，这时候不必加抑制柱，只使用分析柱，称为 非抑制型离子色谱法． 例如为了分离阴离子,常使用NaOH溶液为流动相，钠离子的干 扰非常严重，这时可在分析柱后加一根抑制柱，其中装填高容 量H+型阳离子交换树脂，通过离子交换，使NaOH转化为电导 值很小的H2O，从而消除了背景电导的影响． + + − + + + + + − + − + → − + − + → − + R H Na X R Na H X R H Na OH R Na H2 O