1、1第十三章 色谱法基础基本要求：了解色谱法的分类及其特点；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、n eff 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. 在气-液色谱(G-LC)中，下列措施对塔板高度（H）有何影响？ 增加液相载荷量； 减慢进样速度； 升高汽化室温度； 增大载气流速； 减小固定相载体粒径；
2、 降低柱温解： 增加液相 载荷量，固定液液膜厚度 df, H 如果减慢 进样 速度，导致未进柱前的样品塞先扩展， H 升高汽化室温度，分子之间距离增加， H 当 uu opt时，H；当 uu opt时，H 减小固定相载体粒径，d p, H；但 dp过小，不便填充， 会增大，H 会 降低柱温，会使 Dg、Dl 减小，对范氏方程中的 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，欲将分离度（R）提高一倍，柱长（L ）要增加多少倍？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 nR 欲使 R 提高 1
3、倍，R 2 n = L/H, L 要增加 3（22 - 1）倍；HL n 增加 1 倍，R 增加 0.414 即（ ）倍。111. 试由分离度（R）的定义式，假设 n=n1=n2， ，导出 R 的表达式：2kkR1解： 21)(WtR2假设 W=n1=n2，由 可得：Rtn412Rtn由于 )( 21kktMR分离因子 1122 knRk令 可得 21k12、根据 van Deemter 方程，导出以常数 A、B、C 表示的最佳线速度（u opt）和最小板高（H min） 。解：van Deemter 方程 H通过求极值，可得到与 Hmin对应的 uopt将 uopt 代入方程： BCACBA
4、2/min 14. 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：K A= 495 KB = 460当色谱柱确定时 Ak 故 B而 亦为保留值 B 组分先流出色谱柱。k15. 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：组分 A 相对于组分 B 的相对保留值是多少？ 组分 B 相对于组分 A 的相对保留值是多少？对于组分 A，容量因子（k）是多少？组分 B 在固定相上平均停留时间是多少？解：t R,A = 15.0min tR,B = 25.0m
5、in tM = 2.0min = 13.0min =23.0minAR, BRt, 2310.5, BRAtr 132,ARtr .1,MAt min05,Bt316. 在一根 2m 长的硅油柱上分析一个混合物，得下列数据：组分 苯 甲苯 乙苯tR 1min 20s 2min 2s 3min 1sWh/2 / cm 0.211 0.291 0.409已知记录纸速度为 1200mmh-1。求此色谱柱对每个组分的理论塔板数和板高。解：纸速= cm/s 3062（mm）6.85nLH(cm) 301,苯Rt 8521.54.苯n组分 苯 甲苯 乙苯tR / sec 80 122 181tR/cm 3
6、830123018n=5.54 2/)(hW885 1082 1206/mmnLH2.26 1.85 1.6617. 分析某种试样时，两个相邻组分的分离因子 =1.16，柱的有效塔板高度 =1mm，需要多长的色谱柱effnLH才能使这两个组分的色谱峰达到基线分离（即 R=1.5）？解：假设 W1=W2，由 R 的定义式可导出 )1(4efnR即 L = Heffneff = 1892(mm) 2(m)1892)(.6nef18. 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=2
7、0s，纸速为 1cmmin-1，求这两个色谱峰的分离因子（ ）和总分离效能（K 1）。48.27.19)6023()(21,/1 hRWtK .03,t20、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：A，B 两组分能分离到何种程度？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：由 11 题知 35.02,ARBtnR 469.1, 0.135.0RRnn21、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 B / cm2s-1 C / sI 0.07 0.1
8、2 0.02II 0.11 0.10 0.05求：柱 I 和 II 的最佳线速度（u opt）和最小板高（H min） ；高效柱的柱效能是低效柱的几倍？解： ；柱 I uopt =245cm/s; 柱 II uopt =1.41cm/s; Hmin = A+2CBopt BC柱 I Hmin = 0.168cm/s; 柱 II Hmin = 0.251cm/s两只柱长相同；柱 I ；柱 II ；168.0maxLn251.0maxLn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
9、，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： ；CRsMRFVtKV ;a: VR = 1.0 + 90.5 = 5.5(ml) (min)8.605Rtb: VR = 1.0 + 140.5 = 8.0(ml) (min).1.t23、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：组 分 1 2tR / mm 6305组分 峰面积/cm 2 f 衰减 百分含量 /%乙醇 5.0 0.64 1正庚烷 9.0 0.70 1苯 4.0 0.78 2乙酸乙酯 7.0 0.79 4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： f A = 5.00.64 = 3.2 8.45%正庚烷：f A = 9.00.70 = 6.3 16.64%苯： f A = 24.00.78 = 6.24 16.48%乙酸酯：f A = 47.00.79 = 22.12 58.43% 37.86 100%
