1、1、 在色谱流出曲线上，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度？为什么？ 答：在色谱流出曲线上，两峰 之间的距离取决于相应两组分在两相间的分配系数 。 这是因为色谱法的分离原理是基于组分在两相中热力学性质的差异， 两峰之间距离的距离的大小是与待分离组分在固定相和流动相中的分配系数密切相关，分配系数不同，固定相对组分的作用力则不同，组分流出色谱柱的时间也不同，从而达到彼此分离的目的。 而扩散速度是研究物质在色谱柱内运动的情况，反映在色谱曲线上表现为色谱峰宽，这是色谱动力学研究的内容。 2、 对于某 一组分来说，色谱峰的宽或窄主要取决于组分在色谱柱中的 ： （ 1）保留值 ；
2、 （ 2）扩散速度 ； （ 3）分配比 ； （ 4）塔板理论 答：扩散速度 。 试样组分 碰到填充物颗粒时 会 不断的改变流动方向，使得试样组分在 固定相中形成类似“涡流”的流动， 从而 引起色谱峰的扩张 ，即涡流扩散 。 由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空间，在塞子的前后存在浓 度 差而形成浓度梯度，因此使运动中的分子产生纵向扩散。纵向扩散 对 组分在色谱柱内色谱峰扩张的影响 与 保留时间有关，扩散速度越小，保留时间越长，分子扩散项对显著。 3、 当下述参数改变时，（ 1）柱长缩短，（ 2）固定相改变，（ 3）流动相流速增大，（ 4）相比减小，是否会引起分
3、配系数的变化，为什么？ 答： （ 1） 柱长缩短 ，（ 3） 流动相流速增大 ，（ 4） 相比减小 均 不会引起分配系数的改变 ，而（ 2） 固定相改变会引起分配系数的改变 。 因为 分配系数是当分配达到平衡时，组分在两相间的浓度之比。分配系数 只决定于组分和两相的热力学性质 ，而与两相的体积无关 。 分配 比不仅与 组分和两相的热力学性质 有关，而且与两相的体积有关 。 4、 当下述参数改变时：（ 1）柱长增加 ；（ 2） 固定相量增加；（ 3）流动相流速减少； （ 4）相比增大，是否会引起分配比的变化？为什么？ 答：（ 1） 柱长增加对分配比无影响 ； （ 2）固定相量增加分配比增加 ；
4、（ 3）流动相流速减小，分配比不变 ； （ 4）相比增大分配比 减小。 因为： 分配比是组分在两相中的分配总量之比，它与组分及固定相 、流动相的热力学性质有关，并随柱温，柱压 的 变化 而变化 。分配比不仅取决于组分和两相 的 性质， 而 且与相比有关，亦即组分的分配比随固定相的量而改变。 k = ms/mm = K/， 而 = Vm/Vs， 分配比 与流动相流速 、 柱长无关 。 5、样品中有 a、 b、 c、 d、 e 和 f 6 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顺序。 答： a、 b、 c
5、、 d、 e 和 f 流出色谱柱的先后顺序 依次为： e、 a、 c、 d、 f、 b。因为： 按照色谱分离原理，分配系数越大的物质在固定相中停留 的 时间越长，越靠后流出色谱柱，反之亦然。 6、 能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？为什么？ 答：不能 。 理论塔板数仅表示柱效能的高低 ，是 柱分离能力发挥程度的标志 。而分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异 ， 也就是看固定相与混合物各组分分子之间的相 互作用大小是否有区别。 7、 塔板理论的成功和不足 是什么？ 答： 塔板理论的成功 之处 ： （ 1） 推导 出了色谱流出曲线的数学表达式，并利用表达式可表征色谱柱的分离
6、能力， 解释了流出曲线的形状和浓度极大点的位置 ；（ 2） 导出了评价色谱柱柱效能的指标 n 和 H，而且塔板数作为衡量 色谱 柱效能的 指标是有效的； （ 3）能够 解释一些色谱现象 ，如：色谱流出曲线符合正态分布函数 。 塔板理论的不足 之处 ： （ 1） 塔板理论 是在一些假设条件下提出的，假设与实际情况有差距，因而所描述的色谱分配过程定量关系不太准确；（ 2） 不能解释哪些因素影响板高； （ 3） 不能解释载气流速为什么会影响板高 和柱效；（ 4）忽略了纵向扩散， 说明不了色谱流出曲线峰展宽的本质及曲线形状变化的影响因素 。 塔板理论是一种半经验性理论，它用热力学的观点定量说明了溶质在
7、色谱柱中移动的速率，解释了流出曲线的形状，并提出了计算和评价柱效高低的参数。但是，色谱过程不仅受热力学因素的影响，而且还与分子的扩散、传质等动力学因素有关，因此 ， 塔板理论只能定性 地 给出板高的概念，却不能解释板高受哪些因素影响，也不能说明为什么在不同的流速下，可以测得不同的理论塔板数，因而限制了它的应用。 8、怎样理解范 弟 姆特方程 式中各项的基本物理意义？ 速率理论是由荷兰学者范弟姆特等提出的。 他 结合塔板理论的概念，把影响塔板高度的动力学因素 考虑 进去，导出 了 塔板高度 H 与载气线速度 u 的关系： H=A+B/u+Cu 其中： A 为涡流扩散项， B 为分子扩散项， C
8、为传质阻力项 。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素，任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低 H，从而提高柱效。 涡流扩散项 A： 当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似“涡流 ” 的流动，因而引起色 谱的扩张。由于 A=2 dp ，表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性 有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此 ， 使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径。 分子扩散项 B/u： 由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存
9、在于柱的很小一段空间中，在“塞子”的前后 ( 纵向 ) 存在着浓 度 差而形成浓度梯度， “ 塞子 ” 必然自发地向前和向后扩散， 使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDg， 分子扩散项与 D g 的大小成正比，而 D g 与组分及载气的性质有关：相对分子质量大的组分，其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气 ( 如氮气 ) ，可使 B 项降低， D g 随柱温增高而增加，但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。 分子扩散项与流速有关，流速 减小 ，滞留时间 延长 ， 分子 扩散 增大。 传质项系数 Cu： C 包括气相
10、传质阻力系数 Cg 和液相传质阻力系数 C1 两项。气相传质阻力系数与固定相的平 均 颗粒直径平方成正比，与组分在其中的扩散系数成反比。在实际色谱操作过程中，应采用细颗粒固定相和 相对分子质量小的气体（如 H2、 He）作载气，可降低气相传质阻力，提高柱效率。 Cl 与固定相的液膜厚度的平方成正比，与组分在液相中的扩散系数成反比。在实际工作中减小Cl 的主要方法为：（ i） 降低液膜厚度，在能完全均匀覆盖载体表面的前提下，适当减少固定液的用量，使液膜薄而均匀；（ ii）通过提高柱温的方法，增大组分在液相中的扩散系数。这样就可降低液相传质阻力，提高柱效。 9、 为什么可用分离度 R 作为色谱 柱
11、 的总分离效能指标 ？ 答： 分离度为相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰底宽度总和的一半的比值。 对于难分离的物质对 ， 其 分离主要受色谱过程的两种因素的综合影响： 保留值之差 受 色谱过程的热力学因素 影响， 区域宽度 受 色谱过程的动力学因素 影响， 而不由分配次数来确定。 因而 ， 柱效能不能说明难分离物质对的实际分离效果，而选择性 也 不能说明柱效的高低。因此， 单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中的分离情况， 分离度是柱效能 与 选择性影响因素的总和，故可用其作为色谱柱的 总 分离效能指标 ，用 R=1.5 作为相邻两组分完全分离的标志。 10、 指出下列哪些参数的
12、改变会引起相对保留值的增加：（ 1）柱长增加；（ 2）相比率增加；（ 3）降低柱温；（ 4）加大色 谱柱的内径； （ 5）改变流动相的流速。 答：相对保留值是组分 i 与参比组分 s 的调整保留值之比。相对保留值 只与柱温及固定相的性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关。 （ 1） 柱长增加不会引起相对保留值的增加 ，增加柱长 意味着在同样的流速下 ， 气化后的样品通过柱子的时间增大 ， 到达检测器的时间增大 ，同时可使理论塔板数增大，但也使峰宽加大， 死时间也增大 ，保留时间和死时间同时延长，而调整保留时间 /体积不变；（ 2） 相比率增加 ，即流动相的体积增大，死体积、死时间增
13、大，而保留时间、保留体积不变， 不会引起相对保留值的增 加 ；（ 3） 降低柱温 时， 死时间不变 ， 而样品出峰的时间延长 ， 两相邻峰的出峰时间的差距也同时 增大 ， 故调整保留时间之比增大 ， 即相对保留值升高 ；（ 4） 加大色谱柱的内径不会引起相对保留值的增加 ；（ 5）改变流动相的流速不会引起相对保留值的增加 。流速降低 或增加， 死体积不变 ， 同样各个组分的调整保留体积不变 ， 故比值不变 。 11、 在 5%DNP 柱上分离苯系物，测得苯、甲苯的保留时间分别为 2.5min和 5.5min，死时间为 1min，问： （ 1）甲苯停留在固定相中的时间是苯的几倍？（ 2）甲苯的分
14、配系数是苯的几倍？ 解：（ 1）停留 在固定相中的时间 即为调整保留时间，故： （ 5.5-1） /（ 2.5-1）=3 倍。 （ 2） K= k* =（ tR-tM)/tM* K 甲苯 =（ 5.5-1） / 1* =4.5 K 苯 =（ 2.5-1） / 1* =1.5 所以： 4.5 /1.5 =3 倍。 12、 某色谱柱柱长 50cm，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。 解： neff = 16*(tR/Y)2 = 16*(4.59-0.5)/(53/60)2 = 3
15、43 Heff = L/neff = 50/343 = 0.146 cm 13、组分 A 从 色谱柱流出需 15.0min，组分 B 需 25.0min，而不被色谱柱保留的组分 P 流出色谱柱需 2.0min。问： （ 1） B 组分相对于 A 组分的相对保留时间是多少？（ 2） A 组分相对于 B组分的相对保留时间是多少？（ 3）组分 A 在柱中的容量因子是多少？（ 4）组分 A 通过流动相的时间 占 通过色谱柱的总时间的百分之几？（ 5）组分 B 在固定相上平均停留的时间是多少？ 解： (1) tB/ tA= (25.0-2.0)/(15.0-2.0) = 1.77 (2) tA/tB =
16、 (15.0-2.0)/(25.0-2.0) = 0.57 (3) kA= (15.0-2.0)/2.0 = 6.5 (4) 2.0/15.0 100%=13.3% (5) tB-t0 =25.0-2.0 =23.0 min 14、根据 Van Deemter 方程，推导出 A、 B、 C 常数表示的最佳 线速 uopt和最小板高 Hmin。 解： Van Deemter 最简式为： H = A + B/u + Cu （ 1） ， 将（ 1）式微分得： dH/du = -B/u2 + C = 0 （ 2） ，故： 最佳线速： uopt= BC （ 3） ， 将（ 3）式代入（ 1）式 ，得 最
17、小板高： Hmin = A + 2 BC 15、长度相等的两根色谱柱，其 van Deemter 方程 的 常数如下： A/cm B/cm2/s C/s 柱 1 0.18 0.40 0.24 柱 2 0.05 0.50 0.10 (1) 如果载气流速为 0.50cm/s，那么，这两根柱子 给出的理论塔板数哪个大？ （ 2）柱子 1 的最佳流速是多少？ 解 :（ 1）柱 1： H1 = 0.18 + 0.40/0.50 + 0.24 0.50 = 1.00cm 柱 2： H2 = 0.05+0.50/0.50 + 0.10 0.50 =1.10cm n = L/H， 所以 ， 柱子 1 的理论塔
18、板数大。 （ 2）柱 1 的最佳 流速： uopt= BC = 1.29 (cm/s) 16、 在 2m 长的色谱柱上，以氦气为载气，测的不同载气速度下组分的保留时间 tR和峰底宽如下表： u/(cm/s) tR/s w/s 11 2020 223 25 888 99 40 558 68 求： （ 1） 范第姆特方程中 A,B,C。 （ 2）最佳线速 uopt和最小板高 Hmin。（ 3）载气流速 u 在什么范围内仍能保持柱效为原来的 90%？ 解：（ 1） van deemter 方程： H=A+B/u+Cu， 首先求出不 同线速度下的 H，根据对应的 H 解三元一次方程求出 A,B,C 的
19、值。 u1=11cm/s n1=16(tR/W)2=16(2020223)2=1313 块 H1=L/n1=2001313=0.1523 cm u2=25cm/s n2=16(tR/W)2=16(88899)2=1287 块 H2=L/n2=2001287=0.1554 cm u3=40cm/s n3=16(tR/W)2=16(55868)2=1077 块 H3=L/n3=2001077=0.1857cm 由以上结果列三元一次方程 组，得 ： 0.1523=A+B/11+11C 0.1524=A+B/25+25C 0.1857=A+B/40+40C 解得： A=0.0605（ cm） 、 B=
20、0.68(cm)、 C=0.0027(s) (2) uopt = (B/C)=(0.680.0027) =15.87 cm/s Hmin = A+2(BC)=0.0605+2(0.680.0027)=0.1462cm (3) 90%以上的柱效为： Hmin0.9=0.14620.9=0.1623cm 0.1623=0.0605+(0.68/u)+0.0027u 得： u1=8.7cm/s u2=29cm/s 则当线速度再 8.729cm/s 范围时，可以保持柱效为原来的 90%。 17、 在相同的气 相 色谱操作条件下，分别测定氮气和氢气作为流动相时的Hu 曲线、（如图），试说明： （ 1）与
21、 B 点对应的 H 值为什么大于B点对应的 H 值？ （ 2）与 A点对应的 H 值为什么大于A 点对应的 H 值？ （ 3） 的最低点 O 为什么比 的最低点更靠近原点？ （ 4）与 O 点对应的 H 值为什么小于与 O点对应的 H 值？ 答： （ 1） 传质阻力项中流速对板高的贡献，是 正比关系。当选用分析线速度大于 uopt值后， B/u 对 H 值 的 贡献可 以 忽略不计，而 Cu 对 H 的贡献则为主要方面，故可将范第姆特方程化简为 H=A+Cu，作 H-u 图可为 一 直线，为图中直平部分的渐进线，其截距为 A（定值），斜率为 C（ Cg+Cl）。当 u uopt， df大时，C
22、l 起控制作用，求得斜率主要为 Cl 值；当 u uopt， df 较 小时，则 Cg 起控制作用，求得斜率主要为 Cg 值； 由于 Cg 反比于 Dg，增大气相扩散系数 Dg 有利于改善气相传质阻力 Cg，小分子质量 的 H2比大分子质量的 N2有利于增大 Dg、减小 Cg， 因此 ， H2比 N2的 H 值低。 （ 2） 从 B/u 说明 ， H 对 u 的关系成反比，当 u 很小时， Cg*u 和 Cl*u 两项对板高的贡献可 以 忽略不计，则 范第姆特方程可以写作 H=A+B/u，得一双曲线 ，为最佳条件前的那一段对应的 H 变化曲线，此时 B/u 对 H 值的贡献起主导作用。B=2r
23、Dg， 分子扩散项 B 与 Dg 的大小成正比，而 Dg 组分 和 载气的性质 以及柱温、柱压 有关 ， Dg 反比于载气相对分子质量的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气 -氮气 ) ，可使 B 项降低， 因此 ， N2比 H2的 H 值低。 （ 3） uopt= BC ，由于 Dg 反比于载气相对分子质量的平方根 ， Cg 反比于Dg， 使用 N2做载气 减小了 B 项，增大了 C 项，从而使 uopt较小， 所以，曲线 的最低点 O 比 曲线 的最低点更靠近原点 。 （ 4） 当 u=uopt 时 ， B/u 和 Cu 对板高 H 的贡献都最小，此时柱效最佳。 Hmin = A + 2
24、 BC ，由于 Dg 反比于载气相对分子质量的平方根 ， N2做载气时 B 项降低的幅度较大； Cg 反比于 Dg， N2做载气时 C 项增大的幅度较小； A 项与 载气线速无关， 总体上， N2做载气时 BC 较 H2做载气时 为小，所以，曲线 与 O点对应的 H 值小于曲线 与 O点对应的 H 值。 18、 某色谱柱固定相体积 0.5ml， 流动相体积 2ml， 流动相流速 0.6ml/min，组分 A 和 B 在该柱上的分配系数 分别 为 12 和 18，求 A 和 B 的保留时间和保留体积 （提示：流动相的体积即为死体积） ？ 解： K=CS CM=k(VM VS)=k =VM VS=
25、20.5=4 kA=KA =12 4=3 kB=KB =18 4=4.5 tR=tM(1+k) VM=tMF tM=VM F=20.6=3.33 tR(A)=tM(1+kA)=3.33(1+3)=13.32min tR(B)=tM(1+kB)=3.33(1+4.5)=18.32min VR(A)=tR(A) F =13.320.6=8ml VR(B)=tR(B) F =18.320.6=11ml 19、 在 2m 长的色谱柱上，测得某组分保留时间为 6.6min，峰底宽为 0.5min，死时间为 1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速为 40mL/min，固定相体积为 2.1mL,求
26、： （ 1）分配比；（ 2)死体积 ； （ 3）调整 保留体积；（ 4）分配系数；（ 5）有效塔板数； 6）有效塔板高度 。 解：（ 1） 分配比 k = = （ 6.6-1.2） /1.2=4.5 （ 2） 死体积 = 1.2 min40mL/min = 48 mL （ 3） 调整保留体积 = 40（ 6.6-1.2） =216mL （ 4） 分配系数 =4.548/2.1=102.86 （ 5） 有效塔板数 =16（ 6.6-1.2） /0.52=16116.64=1866.24 （ 6） 有效塔板高度 =2/1866.24=0.00107 m=1.07mm 20、 组分 A 和 B 在某
27、毛细管柱上的保留时间分别为 14.6min 和 14.8min，理论塔板数对 A 和 B 均为 4200，问： （ 1）组分 A 和 B 能分离到什么程度？ （ 2）假定 A 和 B 的保留时间不变，而分离度要求达到 1.5，则需要多少 塔板数？ 解： （ 1） 由 求得； WA=0.901min， WB=0.913min 又 ： 得 ： R=2（ 14.8-14.6） /（ 0.901+0.913） = 0.22 （ 2） 由公式 已知； n1 =4200、 R1= 0.22、 R2=1.5 则： n2 = 19517 R R cv t FRMMt -ttM M cv t FMSvKkv2R
28、eff tn 16 w effLH n2Rtn 16 w （ ）R(B) R(A)ABt -tR1 ww2 （ ）112 2nRR n21、 从色谱图上 测得组分 A 和 B 的保留时间分别为 10.52min 和 11.36min，两峰宽度分别为 0.38min 和 .048min，问该两峰是否达到完全分离？ 解：由公式 得 ： R=2（ 11.36-10.52） /（ 0.38+0.48） =1.95 当 R=1.5 时，两峰完全分离，在这里 R1.5， 显然可完全分离。 22、 在一根 3m 长的色谱柱上分离两个组分，得到色谱的有关数据为：tM=1min， tR（ 1） =14min，
29、tR（ 2） =17min， W2=1min，求： （ 1）两组分的调整保留时间及组分 2 相对于组分 1 的相对保 留值。 （ 2）用组分 2 计算色谱柱的 n 和 neff 及分离度 R （ 3）若需要达到分离度 R=1.5，该柱长最短为几米？ 解：（ 1） 已知： tM=1min、 tR（ 1） =14min、 tR（ 2） =17min、 W2=1min、 L=3m，则： tR（ 1） = tR（ 1） -tM=14-1=13min； tR（ 2） = tR（ 2） -tM=17-1=16min； 21= tR（ 2） / tR（ 1） =16/13=1.23 （ 2） n=16（ t
30、R（ 2） /W2） 2=16（ 17/1） 2 = 4624 neff = 16（ tR（ 2） /W2） 2=16（ 16/1） 2 = 4096 （ 3） = L1/L2 23、 若在 1m 长的色谱柱上测的得的两组分的分离度为 0.68，要使二者完全分离，则柱长至少应为多少米？ 解： 已知： L1=1m、 R1= 0.68、 R2=1.5，则： L2=(R2/R1)2*L1=（ 1.5/0.68)2*1=4.87m)。 24、 已知某色谱柱的理论塔板数为 3600，组分 A 和组分 B 在该柱上的保留时间分别为 27min 和 30min，求两峰的底宽及分离 度。 解： 已知： n=3
31、600、 tR（ 1） =27min、 tR（ 2） =30min，由： R(B) R(A)ABt -tR1 ww2 （ ）112 2nRR n得： W1=1.8cm、 W2=2cm R=2(tR（ 2） - tR（ 1） )/（ W1+W2） =1.58 25、 有 A、 B 两组分，它们的调整保留时间分别为 62s， 71.3s，要使 A、 B两组分完全分离，所需的有效塔板数是多少？如果有效塔板高度为 0.2cm，应使用多长的色谱柱？ 解 ：由色谱分离基本方程式 得： a2.1=(tR2/tR1) = (71.3/62)=1.15 neff=16 1.52 1.15/(1.15-1)2 =
32、 2116 L=Heffn eff = 0.2 2116 = 423.2cm 26、 在相同的的色谱操作条件下，某组分 A 在 5%、 10%、 20%的 SE-30 柱测得的死时间和保留时间分别为 1.0min 和 4.5min、 1.0min 和 8min、 1.0min 和15min， 通过计算说明组分 A 在 3 根固定液含量不同的柱上 n 与 neff 比值与分配比 k 的规律性。 解：由 neff = (k/1+k)2n 得 ： n/ neff = 1/(k/1+k)2 故： 5%的 SE-30 柱： k=（ tR-tM） /tM =（ 4.5-1） /1=3.5 n/ neff
33、= 1/(k/1+k)2 = 1/(3.5/1+3.5)2 = 1.65 同理 ， 10%时： k = 7， n/ neff = 1.31 20%时； k = 14， n/ neff=1.15，即 k逐渐上升而 n/ neff逐渐下降。 27、 两组分的混合物在 1m 长的柱子上初试分离，所得分离度为 1，分析时间为 6min，若通过增加柱长使分离度增加到 1.5，问： （ 1） 柱长变为多少？ （ 2） 有无变化？为什么？ 解 ：（ 1） n1/n2 = (R1/R2)2 = L1/L2 1/L = (1/1.5)2， L = 2.25m （ 2） 无变化； 为选择性因子，是热力学常数，只与
34、柱温及固定相和流动相性质有关。 补充题： 222.1 22 . 1 11 6 ( ) ;1 re ff rtnRt 28、 理 论塔板数增加一倍，分离度增加几倍？若分离度提高一倍，柱长要增加几倍？ 答： （ 1） n2 = (R2/R1)2 n1， 当 n2 =2 n1 时 ， 2 n1=(R2/R1)2 n1，故： R2 = 1.4R1，所以， 理论塔板数增加一倍，分离度增加 1.4 倍。 （ 2） L2= (R2/R1)2 L1， 当 R2=2R1时 ， L2= (2R2/R1)2 L1， L2= 4L1，所以， 分离度增加一倍时，柱长增加 4 倍。 29、 简述影响分配系数和分配比的因素
35、。 答： 分配系数 K 值与温度、压力、组分的性质、固定相和流动相的性质有关。 分配比 k除了与 温度、压力、组分的性质、固定相的性质和流动相的性质有关外，还与两相的体积比值有关。 分配比与分配系数的关系为 K = k 30、 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。 答： 11( )( )41kRn k 理论塔 板数 n 是通过保留值计算的，没有考虑死时间的影响，而实际上，死时间 tM对峰的影响很大，特别是当 k 3 时以导致扣除死时间后计算出的有效塔板数 neff 很小，而有效塔板高度 Heff 很大， 实际分离效果却很差
36、。 分离度 R 受柱效（ n）、选择因子（ ）和容量因子（ k）三个参数的控制。如果分配系数很接近，则选择因子接近于 1，即使理论塔板数 n 很大，实际分离效果仍很差。所以 ， 上述情况主要是组分之间的分配系数过于相近造成的。 31、 色谱图上的色谱峰流出曲线可以说明什么问题？ 答：可说明（ 1）根据色谱峰的数目，可判断样品中所含组分的最 少个数。（ 2）根据峰的保留值进行定性分析。 (3)根据峰的面积或高度进行定量分析。 (4)根据峰的保留值和区域宽度，判断色谱柱的分离效能。 (5)根据两峰间的距离，可评价固定相及流动相选择是否合适。 32、试述塔板理论与速率理论的区别和联系？ 答： 塔板理
37、论是把色谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时引入理论塔板数作为衡量柱效率的指标。塔板理论用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平衡和分离过程，导出流出曲线的数学模型，并成功地解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置，还提 出了计算和评价柱效的参数。速率理论吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素，该理论模型对气相、液相色谱都适用。 33、能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？为什么？ 答：不能 。 塔板数仅表示柱效能的高低， 是 柱分离能力发挥程度的标志 。塔板数越大，表明
38、组分在色谱柱中达到分配平衡的次数就越多，固定相的作用就越显著，对分离越有利，但还不能预言并确定各组分能否被分离，因为 分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异。 34、 组分 A、 B 在某气 -液色谱柱上的分配系数分别为 495 和 467。试问在分离时哪个组分先流出色谱柱 ，为什么？ 答：根据分配系数的定义 ， 分配系数小的组分先流出色谱柱，因此 B 先流出色谱柱。 35、 在 ODS 固定相上，以甲醇为流动相，某组分的分配容量 k=1.2，如以乙腈为流动相，其 k 增加还是减少 ? 为什么 ? 解：据题意为反相色谱体系 ， k 值增加 。 在反相色谱体系中，流动相由甲醇变
39、为乙腈，溶剂极性参数由 5.1 变为 5.8，极性 增加了，但组分在流动相中的溶解度反而减小，所以 ， k 值增大 ， 由 1.2 增大为 2.24。 36、在反相色谱 中，流动相从 40%（ V/V）甲醇 -水改变为 60%（ V/V）甲醇-水， 问组分的调整保留值将改变多少 ? 为什么 ? （ P甲醇 =5.1， P水 =10.2） ， 提示：对于由溶剂 A 和 B 组成的二元混合溶剂，其极性可表示为 Pab=a P a+ b P b， 式中 a 和 b 分别为溶剂 A 和 B 在混合溶剂中的分数。 解：在 40%配比时，混合溶剂的极性为 P1 =0.45.1 + 0.610.2 = 8.
40、16 在 60%配比时，混合溶剂的极性为 P2 =0.65.1 + 0.410.2 = 7.14， P= P2- P1 = 7.14 - 8.16 = -1.02， 根据反相色谱体系中，流动相的极性变弱（ P由 8.16 变为 7.14），溶剂强度增加，洗脱能力增加，因而使组分的调整保留时间减少到原来的 1/3.2。 37、 当下述参数改变时 ： (1) 增大分配比 ； (2) 流动相速度增加 ； (3) 减小相比 ； (4) 提高柱温 ； 是否会使色谱峰变窄 ？ 为什么 ？ 答 ： (1) 增大分配比 ， 保留时间延长 ， 峰形变宽 ； (2) 流动相速度增加 ， 保留时间缩短 ， 峰形变窄 ； (3) 减小相比 ， 保留时间延长 ， 峰形变宽 ； (4) 提高柱温 ， 保留时间缩短 ， 峰形 变窄 。
