18-5 在某色谱条件下，组分A的保留时间为18.0min，组分B保留时间为25.0min，其死时间为2min，试计算：（1）组分B对A的相对保留值。（2）组分A，B的保留因子。（3）组分B通过色谱柱在流动相、固定相停留的时间是多少？各占保留时间分数为多少？

参考答案：

'K2k2t225.0?2.0（1） ????'??1.4

K1k1t118.0?2.0'tR18.0?2.025.0?2.0?8.0，kB??12.5 （2） 因k?，所以kA?2.02.0tM（3） 组分B通过色谱柱在流动相中停留时间即为死时间tM = 2.0min，占保留时间的分数为

2.0?100%?8%；在固定相中停留时间为调整保留时间，即为tR－tM = 25.0－2.0 = 23.0min，占25.023.0?100%?92%。 保留时间的分数为

25.0

18-7 在长为2m的气相色谱柱上，死时间为1min，某组分的保留时间18min，色谱峰半高0.5min，计算：（1）此色谱柱的理论塔板数N，有效理论塔板数Neff。（2）每米柱长的理论塔板数。（3）色谱柱的理论塔高H，有效理论塔板高Heff。

参考答案：

?tR（1）N?5.54??2?t1/2? Neff??18???5.54???7180 ?0.5?????18?1???5.54???640 4??0.5??2222'?tR?5.54??2?t1/2?（2）每米柱长得理论塔板数和有效理论塔板数：

Neff6404N7180??3590 ??3202 L2L2（3） H?L2??2.8?10?4m?0.28mm N7180 Heff?L2??4.4?10?4m?0.44mm Neff6404

18-10 设气相色谱柱的柱温为180℃时，求得van Deemter方程中的A = 0.08cm，B = 0.18cm2/s，C = 0.03s。试计算该色谱柱的最佳流速uopt(cm/s)和对应的最小板高Hmin(cm)值。

参考答案：

uopt?B/C?0.18/0.03?2.45cm/s

Hmin?A?2BC?0.08?20.08?0.03?0.227cm

18-11 在200cm长的气相色谱填充柱上以氮为载气，改变流动相流速，用甲烷测定死时间tM为100s，

50s，25s，以苯为溶质测定柱效分别为1098，591，306。试计算：（1）van Deemter方程中的A（cm），B（cm2/s），C（s）值。（2）最佳流速uopt（cm/s）和最小板高Hmin（cm）。（3）欲保持柱效为最小板高时的70%～90%，载气流速应控制在多少范围？

参考答案：

（1） H = A + B/u + Cu

因为 tM?LL ?u?utM200?2cm/s100200?4cm/s50200?8cm/s25N1?1098H1?L200??0.1821 N11098L200??0.3384 N2591L200??0.6536 N3306所以 u1? u2?N2?591H2? u3?N3?306H3?1?0.1821?A?B?2C?2?1?由此可得：?0.3384?A?B?4C

4??0.6536?A?1B?8C?8?解得： A = 0.0207cm B = 0.0068cm2/s C = 0.079s （2） uopt?B/C?0.0068/0.079?0.2934cm/s

Hmin?A?2BC?0.0207?20.0068?0.079?0.06706cm （3）保持柱效为最小板高时的70%时，H?Hmin0.06706??0.0958cm时， 0.70.7 由 H = A + B/u + Cu 得：

0.0958 = 0.0207 + 0.0068/u + 0.079u 解之得：u1 = 0.6595cm/s u 2= 0.1013cm/s 保持柱效为最小板高时的90%时，H?Hmin0.06706??0.0745cm时， 0.90.9 0.0745 = 0.0207 + 0.0068/u + 0.079u

解之得：u1’ = 0.5133cm/s u 2’ = 0.1677cm/s

故欲保持柱效为最小板高时的70%～90%，载气流速应控制在0.6595～0.5133cm/s或0.1013～0.1677cm/s范围

18-14 在柱长为18cm的高效液相色谱柱上分离组分A和B，其保留时间分别为16.40min和17.63min；

色谱峰底宽分别为1.11min和1.21min，死时间为1.30min。试计算：（1）色谱柱的平均理论塔板数N；（2）平均理论塔板高H；（3）两组分的分离度R和分离所需时间；（4）欲实现完全分离，即分离度R=1.5，需柱长和分离时间各多少？

参考答案：

?tR1??16.40???16?.7 （1）N1?16????3492?W??1.11??1??tR2 N2?16??W?2 N?22??17.63???16?6 ???339.7?1.21???22N1?N2349.72?339.76??344.74 22L18??5.2?10?3cm

.7N3444（2）H?（3）R?2(tR2?tR1)2?(17.63?16.40)??1.1，分离时间即tR2 = 17.63min

W2?W11.11?1.21（4）柱长为18cm时

'k2tR17.63?1.30 ?1??'2??1.08，R = 1.1

k1tR116.40?1.30 得： Neff1????1.08?2?16R2???16?1.1????3528

??11.08?1?????R2?L??2??? L1?R?1?22222 又因

Nef2fNef1f?1.5??1.5? 所以 L2????18?33.5cm Neff2????3528?6560

?1.1??1.1? 而 Neff'?tR?16??W??'? 得： tR2???2Neff24?W2?6560 ?1.21?24.50min4 故分离时间为： tR2 = 24.50 + 1.30 = 25.80

18-16 从分布平衡研究中，测定溶质M和N在水和正已烷之间的分布平衡常数（K?[M]H2O/[N]hex分别为6.01和6.20。采用吸附水和硅胶填充柱，以正已烷为流动相分离两组分，已知填充柱的VS/VM为0.442。试计算：（1）各组分保留因子；（2）两组分间的选择因子；（3）实现两组分间分离度为1.5

－

需多少理论塔板数？（4）若填充柱的板高H为2.2×103cm，需多少色谱柱？（5）如流动相流速为7.10cm/min，洗出两组分需多少时间？

参考答案：

（1）已知 k?KVSV且S?0.442 VMVM 所以，当K = 6.01时，k = 6.01×0.442 = 2.66

当K = 6.20时，k = 6.20×0.442 = 2.74 （2）

??K26.20??1.03 K16.01（3） R?N??1k2()() 4?1?k2N1.03?12.74()() 得： N = 79064 41.031?2.74－

当R = 1.5时， 1.5?（4）L = N ·H = 79064×2.2×103 = 174cm

tR2?16R2(（5）

?21?k22L)()??1k2Nu1.0321?2.742174?16?1.52?()()?

1.03?12.7479064?7.10?24.5min

18-20 用归一化法测定石油C8芳烃馏分中各组分含量，进样分析洗出各组分色谱峰面积和已测定的定量校正因子如下，试计算各组分含量。

组分 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯

180 92 170 110 峰面积/mm2

0.97 1.00 0.96 0.98 f′

参考答案：

根据

?i?Aifi 得： Af?ii180?0.97?100%?32.48%

180?0.97?92?1.00?170?0.96?110?0.9892?1.00?100%?17.11% ?二甲苯?180?0.97?92?1.00?170?0.96?110?0.98170?0.96?100%?30.36% ?间二甲苯?180?0.97?92?1.00?170?0.96?110?0.98110?0.98?100%?20.01% ?邻二甲苯?180?0.97?92?1.00?170?0.96?110?0.98 ?乙苯?

第19章 气相色谱法

19-3 检测器的性能指标灵敏度与检测限有何区别？

参考答案：灵敏度S定义为：响应信号变化（⊿R）与通过检测物质量变化（⊿Q）之比；

检出限D定义为：检测器产生能检定的信号时，即检测信号为检测器噪声3倍时，单位体积载体中所含物质量（浓度型）或单位时间内进入检测器的物质量（质量型）。

D?3RN（D为检出限，RN为噪声信号，S为灵敏度） S

19-4 引起电子捕获检测器基流下降的原因是什么？如何避免？

参考答案：引起电子捕获检测器基流下降有三个主要原因： ① 放射源的流失；

② 电极表面或放射源的污染、固定相的流失、高沸点组分的冷凝都会污染放射源； ③ 载气中的氧气及其电负性物质会捕获电子而使基线下降。 克服的办法：

① 采用纯度高于99.99%高纯氮气作载气； ② 管路要严密防止泄漏； ③ 检测器温度应高于柱温；

④ 新填装的柱子必须在最高允许温度下，以高的载气流速连续老化24h以上； ⑤ 使用电子捕获检测器时，柱温要远低于固定液的最高使用温度。

19-8 在气相色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于什么？

参考答案：取决于固定液的最高使用温度。温度太高，将会造成固定液流失，污染检测器，基线不稳等后果。

19-14 用气相色谱法氢火焰检测器检测某焦化厂用生化处理废水中酚的浓度，已知苯酚标准浓度

－

1mg·mL1，进样量3μL，测得苯酚峰高115mm，峰半高宽4mm，3倍噪声信号为0.05mV，记录仪

－－

灵敏度为0.2 mV·cm1，记录仪纸速为10mm·min1。试计算苯酚的灵敏度（S）、检出限（D）和最小检测量（mmin）

参考答案：

－－－

质量型检测器：C1 = 0.2 mV·cm1，C2 = 10mm·min1 = 1cm·min1

－－－－

3RN = 0.05mV， m = 1mg·mL1×3×103mL= 3×103mg = 3×106g A = 1.065×11.5cm×0.4cm = 4.889cm2 2⊿t1/2 = 4mm=0.4cm

灵敏度（S）： Sm?60C1A60?0.2?4.889??1.96?107mV?s?g?1 ?6C2m1?3?10检出限（D）： D?3RN0.05??2.55?10?9g?s?1 7S1.96?10最小检测量（mmin）：

mmin60?1.065?2?x1/260?1.065?4?10?1?D??2.55?10?9C21 ?6.52?10?8g?6.25?10?5mg