1、波谱综合解析模拟试卷 3 及答案与解析1 某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数很大，塔板高度很小，但实际分离效果却很差，试分析原因。2 利用相对保留值定性有什么优点?3 色谱分析中常用的定性分析方法有哪些?4 为什么保留因子(容量因子)不等是色谱分离的前提条件?5 简述色谱法系统适用性试验的各项参数及具体指标。6 分离度与保留因子存在什么关系?如何控制和调节保留因子 k?7 说明保留因子(容量因子)的含义及与分配系数的关系。8 什么是最佳流速? 实际操作中是否一定要选择最佳流速? 为什么?9 衡量色谱峰区域宽度有哪几种方法?如何定义? 它们之间的关系如何 ?10 色谱流出曲线可以说明什么问题
2、?11 某人制备了一根填充色谱柱，用组分 A 和 B 为测试样品测得该柱的理论塔板数为 4500，因而推断 A 和 B 一定能在该柱上得到很好的分离，该推断正确吗 ?简要说明理由。12 色谱法是如何进行分类的?13 何谓死时间? 通常用何种样品测定 ?14 物质 A 和 B 在 200cm 长的色谱柱上保留时间分别是 1240 分钟和 1 360分钟，峰宽为 110 分钟和 120 分钟，不被保留的物质通过该柱的时间为 120分钟，计算：(1)A 和 B 在此色谱柱上的分离度 R；(2)色谱柱的平均理论塔板数 n 和理论塔板高度 H；(3)达到基线分离时所需的色谱柱长度。15 某气相色谱仪用热
3、导检测器在一定实验条件下，测得 A、B 两物质的保留时间分别为 326 分钟，545 分钟；半峰宽分别为 0232mm，0498mm，试计算A 物质的理论塔板数和 A、B 两物质的分离度。16 物质 A 和 B 在 200cm 长的色谱柱上保留时间分别是 1240 分钟和 1363分钟，峰宽为 108 分钟和 116 分钟，计算：(1)柱分辨本领(分离度)R；(2)柱的平均塔板数 n 和塔板高度 H。17 化合物 A 和 B 在色谱柱(n=12 100)上分离，两色谱峰的峰宽为 WA=80 秒，WB=83 秒，计算： (1)A 和 B 在此色谱柱上的分离度 R； (2)若使 A、B 两组分完全
4、分离，则理论塔板数至少应为多大?18 A、B 两组分在某柱上的保留时间分别为 850 分钟和 880 分钟，理论塔板数对两组分均为 10 000，计算：(1)A、B 两组分能分离到何种程度?(2)假设 A、B 两组分保留时间不变，分离度要达到 10 以上，理论塔板数应为多少?19 用 1500cm 长的色谱柱分离两个组分，已知柱效 n=6400，死时间t0=1 50min，保留时间 tR1=410min,t R2=445min 试求：(1)两组分的保留因子k1、k 2； (2)两组分的分离度，并判断两组分是否能完全分离。20 化合物 A 和 B 在色谱柱(n=6400 块) 上的保留时间 tR
5、A=600s，t RB=625s，计算： (1)A 和 B 在此色谱柱上的分离度 R； (2)若使 A、B 两组分完全分离，则理论塔板数至少应为多大?21 在某一液相色谱柱上组分 A 流出需 150 分钟，组分 B 需 250 分钟，而不溶于固定相的物质 C 流出需 20 分钟。试问：(1)B 组分相对于 A 的相对保留值是多少?(2)组分 A 在柱中的保留因子是多少?22 某色谱柱，固定相的体积为 05ml，流动相的体积为 2ml。流动相的流速为06mlmin，组分 A 和 B 在该柱上的分配系数分别为 12 和 18，求组分 A 和 B的保留时间和保留体积。23 某一液液色谱柱长 226c
6、m，流动相速度为 0287mlmin，流动相和固定相体积分别为 126ml 和 0148ml，测得组分 A，B，C，D 的保留值和峰宽如下：计算：(1)各组分的容量因子及分配系数； (2) 各组分的理论塔板数； (3)平均塔板数和塔板高度； (4)B、C 两组分的分离度； (5)B、C 两组分达到基线分离时所需要的色谱柱柱长。24 已知组分 A 和 B 的分配系数分别为 88 和 10，当它们通过相比 =VmV s=90的填充柱时，能否达到基线分离?25 在某色谱柱上，两组分的相对保留值为 1211，若有效板高为 010cm，为使组分在该色谱柱上获得完全分离，计算所需色谱柱的最低长度。26 色
7、谱分析时，若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? 分析时间要增加几倍 ?27 某色谱分析中得到下列数据：保留时间 tR 为 5 0 分钟，死时间 t0 为 10 分钟，固定液相体积 Vs 为 20ml ，柱出口载气体积流量 FC 为 50ml.min 一 1，试计算：(1)保留因子 k；(2)死体积 V0；(3) 分配系数 K；(4)保留体积 VR28 测定某样品中薄荷脑的含量，以癸醇为内标物，混合对照溶液中薄荷脑的浓度为 110gml，癸醇为 50g ml，测得薄荷脑峰面积为 72 980，癸醇峰面积为70 400。精密称取样品 05020g，置于 25ml
8、 量瓶中，加入浓度为 250gm1 的癸醇内标溶液 500ml 后，用乙醇稀释至刻度，测得薄荷脑峰面积值为 71 010，癸醇峰面积值为 68 900。对照品溶液与供试品溶液的进样体积相同，试计算样品中薄荷脑的相对百分含量。29 用色谱法测定样品中某组分的含量，用该组分的对照品和内标物配制标准溶液，标准溶液中该组分的浓度为 600gml，内标物浓度为 700gml，进样得组分和内标的峰高分别为 1415cm 和 1462cm。称取样品 02500g，配成溶液，加入内标物 400mg，进样，得供试品溶液中该组分的峰高为 2187cm ，内标的峰高为 1996cm，计算样品中该组分的百分含量。30
9、 准确称取样品 0250g，加入内标物 0100g，测得待测组分 A 及内标物的峰面积分别为 72 360，81 210，已知待测组分和内标物的相对校正因子分别为 080和 120，试计算样品中组分 A 的百分含量。31 采用高效液相色谱外标两点法测定中药制剂胃乐中吴茱萸碱的含量： 标准曲线制备：分别取 0050mgml 和 0020mgml 的吴茱萸碱对照品溶液进样 20l测定，峰面积分别为 24010 5，10010 5。样品测定：精密称取样品0100g，准确加入流动相 10ml，称重，超声提取 30 分钟，冷却后用流动相补足重量，过滤，精密吸取续滤液 500ml 于 2ml 容量瓶，流动
10、相定容，过 045gm 滤膜，进样 20l 测定，测得供试品溶液的峰面积为 16010 5。试计算制剂中吴茱萸碱的含量(mg 吴茱萸碱g 胃乐)。32 以内标法测定某样品中薄荷脑含量，以萘为内标物，测得薄荷脑的相对校正因子为 133。精密称取样品 09820g，内标萘 01060g，置于 10ml 容量瓶中，用乙醚稀释至刻度，进行色谱测定，测得供试品溶液中薄荷脑的峰面积为 1520，萘的峰面积为 5236，计算样品中薄荷脑的百分含量。33 有一 A、B、C 三组分的混合物，经色谱分离后，其保留时间分别为：tRA=45min， tRB=75min，t RC=104min，死时间 t0=14min
11、，计算： (1)B 对 A的相对保留值； (2)C 对 B 的相对保留值； (3)B 组分在此色谱柱中的保留因子。34 一根分配色谱柱，校正到柱温、柱压下得载气流速为 4375mlmin，由固定液的涂量及固定液在柱温下的密度计算得 VS=141ml。分离一个含苯、甲苯、乙苯、异丙苯四个组分的试样，测得这些组分的保留时间分别为：苯 141min、甲苯 267min、乙苯 418min、异丙苯 534min，死时间为 024min。计算： (1)死体积； (2)各组分的调整保留时间； (3) 各组分在此柱温下的分配系数(设检测器及柱头等体积可忽略)； (4)相邻组分的分离因子 a。波谱综合解析模拟
12、试卷 3 答案与解析1 【正确答案】 理论塔板数 n 是根据保留值计算的，没有考虑死时间的影响，而死时间是组分在流动相中停留的时间，对色谱分离没有贡献；死时间对色谱峰的影响很大，特别是当 k3 时，会使扣除死时间后计算出的有效塔板数很小或有效塔板高度很大，因而实际柱效很差。故实际分析中常采用扣除死时间影响的有效板数或有效板高来评价柱效。【知识模块】 波谱综合解析2 【正确答案】 由于绝对保留值受柱温、柱长、固定液含量、填充情况和载气流速等因素的影响，必须严格控制实验的操作条件，使用不太方便。而相对保留值取决于分配系数之比，仅与组分的性质、固定液的性质及柱温有关，与固定液的用量、柱长、流速及填充
13、情况等无关，因此，用相对保留值定性可以消除由于实验条件不一致带来的误差，很多色谱手册和文献都登载相对保留值。【知识模块】 波谱综合解析3 【正确答案】 色谱分析中常用的定性分析方法有利用保留值定性(包括对照品对照法、利用文献数据相对保留值或保留指数定性、加入对照品峰高增加法定性等)、利用选择性检测相应定性、两谱联用定性(GCMS 、GC 一 FTIR、LC-MS、LC-NMR、LC-FTIR)。【知识模块】 波谱综合解析4 【正确答案】 要使两组分实现色谱分离，则其迁移速度必须不同，即保留时间不等，其保留时间的差值 ，因此，组分的保留因子不等或分配系数不等是实现色谱分离的前提条件。(也可：根据
14、色谱分离方程式： )影响分离度的一个重要因素是分离因子，=K 2K 1=k2k 1，当两组分的保留因子(容量因子)相等时，=1 ，此时无论柱效多高、k 多大，分离度 R=0，两组分完全重叠不可能分离，因此实现色谱分离的前提是 1，即两组分的保留因子(容量因子)或分配系数不相等。【知识模块】 波谱综合解析5 【正确答案】 采用色谱法进行中药、化学药分析时，需按各品种项下要求对色谱系统进行适用性试验，以判定所用色谱系统是否符合规定的要求。色谱系统的系统适用性试验通常包括理论板数、分离度、重复性和拖尾因子四个参数，其中分离度和重复性尤为重要。具体指标和要求是：色谱柱的理论板数 n规定值； 分离度 R
15、15，定量分析时要求定量峰与相邻峰之间有较好的分离度；重复性要求，对照溶液连续进样 5 次峰面积的 RSD20(或：配制相当于 80、100和120三种浓度的对照品溶液，各分别至少进样 2 次，平均校正因子 RSD20)；拖尾因子 T 应在 095105 之间，为对称峰(尤其峰高定量时)。【知识模块】 波谱综合解析6 【正确答案】 根据色谱分离方程式为： ，可知影响分离度的因素有柱效(n)、分离因子() 和保留因子(k)三个参数，增大保留因子走对分离有利，但并非 k 越大越好，当 k10 时，k(k+1)改变不大，对 R 的改善不明显，反而使分析时间大大延长。因此 k 值范围 110 较适宜，
16、这样既可得到较大的 R，亦可使分析时间不致过长，且使峰的展宽不会太严重而对检测产生影响。控制和调节容量因子 k 的方法有改变柱温和改变相比，改变柱温会影响分配系数而使 k 改变；改变相比包括改变固定相用量 Vs 及柱死体积 VM，其中 VM 影响 k(k+1) ，当组分的保留值较大而 VM 又相当小时， k(k+1)随 VM 增加而急剧下降，导致达到相同的分离度所需 n 值大为增加。因此，使用死体积小的柱子会大大提高分离度；对于填充柱采用细颗粒填充物，填充紧密而均匀，可降低柱死体积。【知识模块】 波谱综合解析7 【正确答案】 保留因子(容量因子)k 是在一定温度和压力下，达到分配平衡时组分在固
17、定相和流动相中的质量之比，故又称为容量因子、质量分配系数、分配比，其表达式为：K=C sC m。而分配系数 K 是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浓度之比，其表达式为： 。两者的关系是 ，可见保留因子除与固定相、流动相、组分三者的性质有关外，还与色谱柱中固定相和流动相的体积比有关。【知识模块】 波谱综合解析8 【正确答案】 柱效最高(H 最小或 n 最大)时的流动相流速称为最佳流速。实际操作中要根据具体情况选择流速，如果分离不好，尽量选最佳流速；如果速度太慢而分离很好，则可大于最佳流速。因此，为了加快分析速度，缩短分析时间，实际工作中采用的流动相的线速度往往高于最佳线
18、速度(此时柱效略有降低但影响不大)。【知识模块】 波谱综合解析9 【正确答案】 衡量色谱峰区域宽度有标准差 、半峰宽 W1/2、峰宽 W 三种。标准差是正态色谱流出曲线上两拐点间距离之半，或 0607 倍峰高处的峰宽的一半；半峰宽是峰高一半处的峰宽；峰宽是通过色谱峰两侧的拐点做切线在基线上的截距。它们三者的关系是：W=4=1699W 1/2。【知识模块】 波谱综合解析10 【正确答案】 根据色谱峰的个数，可以判断试样中所含组分的最少个数；根据色谱峰的保留值，可以对组分进行定性分析；根据色谱峰的面积或峰高，可以对组分进行定量分析；利用色谱峰的保留值及区域宽度，可评价柱效；根据色谱峰间距离，可评价
19、色谱条件的选择是否合理。【知识模块】 波谱综合解析11 【正确答案】 不正确。根据色谱分离方程式： ，决定两组分能否分离的关键是分离因子 a，a=K 2K 1=k2k 1，当两组分的保留因子(容量因子)相等时，a=1 ，此时无论色谱柱的柱效多高、k 多大，A 、B 两组分的分离度 R=0，两组分完全重叠不可能分离，因此实现色谱分离的前提是分离因子 a1，即 A、B 两组分的保留因子(容量因子)或分配系数不相等。【知识模块】 波谱综合解析12 【正确答案】 通常可按两相的状态、分离机制、操作形式及应用领域的不同进行分类。按流动相和固定相的状态分类：以流动相状态分类，用气体作为流动相的色谱法称为气
20、相色谱法，用液体作为流动相的色谱法称为液相色谱法，以超临界流体作为流动相的色谱法称为超临界流体色谱法。按固定相的状态不同，气相色谱又可分为气一固色谱法和气一液色谱法。液相色谱法也可分为液一固色谱法和液一液色谱法。按分离机制分类：可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法和毛细管电泳法、亲和色谱法等。按操作形式分类：可分为柱色谱法和平面色谱法，平面色谱法又可分为薄层色谱法、纸色谱法、薄膜色谱法。【知识模块】 波谱综合解析13 【正确答案】 分配系数为零的组分，既不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。实际应用中，一般采用与流动相性质相近、不与固定相发生作用的物质测定，气相色谱对于
21、热导池检测器用空气作为测试样品(如用氮气做载气则可以加入甲烷作为测试样品)，对于氢焰离子化检测器，常用甲烷作为检测器。液相色谱正相色谱用烷烃，反相色谱用甲醇、乙醇、硝酸盐水溶液等。【知识模块】 波谱综合解析14 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析15 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析16 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析17 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析18 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析19 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析20 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析21 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析22 【正确答案】 【知识
22、模块】 波谱综合解析23 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析24 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析25 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析26 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析27 【正确答案】 由题知 tR=50min，t 0=10min ，V s=20ml，F c=50ml.min 一 1【知识模块】 波谱综合解析28 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析29 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析30 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析31 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析32 【正确答案】 【知识模块】 波谱综合解析33 【正确答案】 (1)r B.A=tRBt RA=(7514)(4514)=1 97 (2)rC,B=tRCt RB=(1041 4)(7514)=1 48 (3)k B=tRBt 0=(7514)14=4 36【知识模块】 波谱综合解析34 【正确答案】 (1)V 0=t0.Fc=02443 75=105ml(2)根据 tR=tR 一 t0【知识模块】 波谱综合解析
