朱明华-仪器分析教材答案

压降增大，对操作不利。
固定液挥发性小，热稳定性好，对试样各组分有适当的溶解能力，具有高的选择性，
化学稳定性好。为了改善传质，固定液液膜应该应该薄一些，但是，固定液用量太低，
液膜越薄，允许的进样量就越少，因此固定液的用量根据具体情况决定。
12． 答： 红色担体和白色担体都是天然硅藻土煅烧而成，所不同的是白色担体在煅烧
8． 答：两个组分要达到完全分离，首先是两组分的色谱峰之间的距离必须相差足够大，其
次是两峰必须窄，只有同时满足这两个条件时，两组分才能完全分离。两组分保留时间
的差别，主要决定于固定液的热力学性质；色谱峰的宽窄则反映了色谱过程的动力学因
素，柱效能高低。分离度是柱效能、选择性影响因素的总和，故可以作为色谱柱的总分
过大则分析时间延长而使峰产生扩展，故最佳范围为 1<k<10，这可以通过柱温和相比
来调整。选择α值增大，组分间分离效果越好，通过改变固定相可以使各组分的分配系
数有较大差别。
11． 答：担体要求表面是化学惰性的，多孔性即表面积较大，热稳定性好，表面和孔径
分布均匀。担体粒度要求均匀、细小，有利于提高柱效。但粒度过细，阻力越大，使柱
前于硅藻土原料中加入少量助熔剂，如碳酸钠。这两种硅藻土担体的化学组成和内部结
构基本相似，但他们的表面结构却不相同。
红色担体表面孔穴密集，孔径较小，表面积大，涂固定液多，在同样大小柱中分离
效率比较高。结构紧密，机械强度较好。缺点是表面有吸附活性中心，因而适合于非极
性固定液，分离非极性试样。
白色担体颗粒疏松，机械强度不如红色担体，表面孔径大，表面积较小。但表面极
性中心显著减小，吸附性小，故一般用于分析极性物质。
硅烷化担体是用硅烷化试剂和担体表面的硅醇、硅醚基团起反应，以消除担体表面
的氢键结合能力，从而改进担体的性能。
13． 答：固定液的分离特征是选择固定液的基础。固定液的选择一般根据“相似相溶”
原理进行，即固定液的性质和被测组分有某些相似性时，其溶解度就大。如果组分和固
4
α 1+ k
色谱基本方程式对于寻找合适的色谱条件具有现实意义：R 随体系的热力学性质（α
和 k）的改变而改变，也与色谱条件（n 改变）有关。增加了理论塔板数 n 或者减小理
论塔板高度 H 则从而可改进分离度，增加柱长能够增加理论塔板数 n，但是柱长过长则
延长分析时间使峰产生扩展。容量因子 k 值的增大对分离有利，但亦不是越大越好，k
定液分子性质（极性）相似，固定液和被测组分两种分子间的作用力就强，被测组分在
固定液中的溶解度就大，分配系数就大。
14． 答：热导池检测器(thermal conductivity detector)是基于不同的物质具有不同的热导
系数。当电流通过钨丝时，钨丝被加热到一定温度，钨丝的电阻值也就增加到一定值。
3． 答：柱长缩短，固定相的增加和相比的改变，分配系数都不变。原因是分配系数只与组 分和两相性质有关，而与两相体积无关。流动相的流速增加会引起分配系数的变化，原 因是流速增加，柱压增大，从而导致分配系数改变。
4． 答：柱长增加不会引起分配比的变化，原因是柱长增加，分配系数不变，相比也不改变， 所以分配系数不变。 固定相增加，相比减小，而分配系数不变，所以分配比增大。 流动相流速减小，柱压减小，分配系数改变，相比不变，所以分配比改变。 相比增大，分配系数不变，分配比减小。
离效能指标（over-all resolution efficiency）。
9． 答：不能。理论塔板数 n 的平方根与分离度成正比，但 n 并不是影响分离度的唯一因素，
分离度还与容量因子和选择因子有关，因此单纯的理论塔板数不能用来判断分离效果。
10． 色谱分离基本方程式： R = 1 n ⋅ (α −1) ⋅ ( k )
5． 答：理论塔板数 6． 塔板理论高度 H 与线速度 u 的关系为：H=A+B/u+Cu
A 称为涡流扩散项（eddy diffusion term），当气体碰到填充物颗粒时，不断的改变流动 相方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱峰的扩张。 B 称为分子扩散项系数，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中，在“塞子”的前后存在浓度差而形成浓度梯度，因此使运动着 的分子产生纵向扩散。 C 传质项系数，包括气相传质阻力系数 Cg 和液相传质阻力系数 C1 两项。所谓气相传质 过程是指试样组分从气相转移到固定相表明的过程，在这一过程中试样组分将在两相间 进行质量交换，即进行浓度分配。 H－u 曲线能够揭示塔板高度受哪些因素影响的本质，从而解释不同流速得到不同理论 塔板数的事实。当 u 一定时，只有 A，B，C 较小时，H 才能较小，柱效才能高，反之 则柱效较低，色谱峰将扩张。 H－u 曲线形状受以下因素影响：由 A＝2λdp得出 H 与填充物颗粒直径 dp和填充的不均 匀性λ有关，B＝2γDg 得出 H 与组分在气相中的扩散系数有关，C＝Cg＋C1，得出 H 与 填充物粒度、组分在气相中的扩散系数、液膜厚度和组分在液相中的扩散系数有关。 7． 答：增大分配比是改变了热力学因素，延长了组分的保留时间，能够导致峰的扩展，而 不可能使峰变窄。
2． 答：气相色谱一般由 5 部分组成： 载气系统，包括气源、气体净化、气体流速控制和测量； 进样系统，包括进样器、气话室； 色谱柱和柱箱，包括温度控制装置； wk.baidu.com测系统，检测器、检测器的电源和控温装置； 记录系统，放大器、记录仪或者数据处理装置。 各部分的作用： 载气系统：提供流动相载体，推动力来源； 进样系统：测定样品的注入装置； 色谱柱和柱箱：气相色谱分离的核心部件，实现对混合物的分离； 检测系统：对不同的化合物响应而转变成电信号，能够被记录系统所记录； 记录系统：记录检测器的响应信号。
1． 答：流动相所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质和 结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下， 不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。这 种借两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术，称为色谱分离技术。