第十一章 光学分析概论
一、内容提要
根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建立起来的一类仪器分析方法，统称为光学分析法。
电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光子流，具有波粒二象性。电磁辐射按照波长顺序的排列称为电磁波谱，电磁辐射与物质的相互作用是普遍发生的复杂的物理现象。
由于各区电磁辐射能量不同，与物质相互作用遵循的机制不同，因此所产生的物理现象亦不同，由此可建立各种不同的光学分析方法。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．从本质上而言，质谱应属于波谱范畴。
（ ）2．化合物的可见-紫外吸收光谱，主要是由分子中价电子的跃迁而产生。 （二）单选题
1．属于非光谱分析法的是（ ）
A．UV B．IR C．X-ray D．AAS E．NMR 2．属于光谱分析法的是（ ）
A．比浊法 B．折射法 C．旋光法 D．红外吸收法 E．X-射线衍射法 （三）多选题
1．属于光谱法的是（ ）
A．UV B．IR C．AAS D．MS E．X-ray 2．属于非光谱分析法的是（ ）
A．UV B．IR C．X-ray D．CD E．AES （四）名词解释 1．吸收光谱法 2．发射光谱法
三、参考答案
（一）判断题 1．× 2．√
1
（二）单选题 1．C 2．D （三）多选题 1．ABC 2．CD
（四）名词解释 略
第十二、三章 紫外-可见分光光度法
一、内容提要
吸收光谱中有两个重要的参数，即透光率与吸收度。
I0II吸收度A?lg＝?lgT 透光率T?百分透光率T%??100%ItI0I0光吸收定律（Lambert-Beer定律），是分光光度法定量分析的理论基础。它的物理意义为：在一定条件下，溶液的吸收度与吸光物质的浓度、液层厚度的乘积成正比。其数学表达式为：A=KCl。
式中的K为吸收系数是吸光物质的特征常数，可作为吸收物质定性分析的依据和定量分析灵敏度的估量。
吸收系数因溶液浓度单位不同，有两种表达方式：摩尔吸收系数，用ε表示，单位为L·mol1·cm1；百分吸收系数，用E1cm表示，单位为100mL·g1·cm1。
－
－
－
－
1%光度法的误差，来源于一些引起偏离Beer定律的化学因素、光学因素及分光光度计的测量误差。为减小误差，应使测量条件严格符合光吸收定律，并选择合适的参比溶液，控制吸收度读数范围在0.2~0.7之间。
无色或浅色物质的分析常需要用显色剂进行显色，显色反应条件的选择包括用量、酸度、温度、及显色时间等。
紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示系统五部分组成。
近紫外区（200-400nm）的吸收光谱法已适用于药物的定量测定、定性鉴别及结构分析中。在紫外吸收光谱中，吸收峰的位置及强度与化合物的结构有着密切的关系。此外，所用溶剂的极性、pH值等对吸收光谱有显著影响。化合物的结构不同跃迁类型也不同，因而有
2
不同的吸收带。
紫外-可见分光光度常用的定量分析方法有标准曲线法、标准对照法、差示光度分析法，对于多组分混合物的含量测定，还有双波长法等。
本章重点是电子跃迁的类型、吸收带和定量分析方法的计算方法。本章难点是影响紫外吸收光谱的因素。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．光度分析中，选择测定波长的原则是：“吸收最大，干扰最小”。
（ ）2．Lambert-Beer定律是物质吸光的定量依据，它仅适用于单色光。因此，在光度分析中，所选用的单色光纯度愈高愈好。
（ ）3．用标准曲线法绘制A-C曲线，从曲线上查出样品溶液中被测组分的浓度比用线性回归方程，从方程中计算样品中被测组分的浓度更准确更客观。
（ ）4．产物与显色剂的最大吸收波长的差别在60nm以上时，才能选用该显色剂。 （ ）5．化合物的可见—紫外吸收光谱，主要是由分子中价电子的跃迁而产生。 （ ）6．饱和烃化合物的σ→σ*跃迁出现于远紫外区。
（ ）7．物质的紫外吸收光谱基本上是反映分子中发色团及助色团的特点，而不是整个分子的特性。
（ ）8．紫外光谱的谱带较宽，原因是其为电子光谱，包含分子的转动与振动能级的跃迁。
（ ）9．试剂空白就是与显色反应同样的条件取同样的试样溶液，不加显色剂所制备的溶液。
（二）单选题
1．符合Beer定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰（ ）
A．波长位置向长波方向移动，峰高值增加 B．波长位置向短波方向移动，峰高值降低 C．波长位置不移动，但峰高值降低 D．波长位置不移动，但峰高值增加 E．峰位、峰高均无变化
2．有两个完全相同的1cm厚度的比色皿，分别盛有甲、乙两种不同浓度同一有色物质的溶液，在同一波长下测得的吸收度分别为甲0.240，乙0.360，若甲的浓度为4.40×10mol/L，则乙的浓度为（ ）
A．2.20×103mol/L B．3.30×103mol/L C．4.40×103mol/L D．6.60×103mol/L E．8.80×103mol/L
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－
－
－
－3
3
3．分光光度法中，要使所测量的物质其浓度相对误差ΔC/C较小，宜选用的吸收度读数范围为（ ）
A．0~0.1 B．0.1~0.2 C．0.2~0.7 D．0.7~1.0 E．1.0~2.0 4．在分光光度计上用标准对照法测定某中药注射液中黄酮苷的含量，标准溶液浓度为0.02mg/mL，其吸收度为0.460，样品供试液吸收度为0.230，样品中黄酮苷含量为（ ）
A．0.01mg/mL B．0.02mg/mL C．0.05mg/mL D．0.1mg/mL E．0.2mg/mL 5．制备一条标准曲线，通常要测定（ ）
A．3个点 B．3~4个点 C．5~7个点 D．8~10个点 E．越多越好 6．下列化合物中能同时产生K、R、B三个吸收带的是（ ）
A．苯乙酮 B．苯乙醇 C．苯酚 D．苯胺 E．对-苯二酚 7．下列化合物在220~280nm范围内没有吸收的是（ ）
A．乙酸乙酯 B．乙酰胺 C．乙酰氯 D．乙醇 E．苯甲酸 8．下列各种类型的电子跃迁，所需能量最大的是（ ）
A．n→π* B．π→π* C．n→σ* D．π→σ* E．σ→σ* 9．下列各基团，不属于助色团的是（ ）
A．—OH B．—OR C．—NHR D．—NO2 E．—Br 10．下列各基团，不属于发色团的是（ ）
A．C＝C B．C＝O C．—OH D．—COOH E．—NO2 11．下列除哪项外，均为影响显色反应的因素（ ）
A．显色剂的用量 B．显色剂的摩尔质量 C．反应时间 D．反应温度 E．反应溶剂 12．可见分光光度计常用的光源是（ ）
A 氢灯 B Nernst灯 C 硅碳棒 D 卤钨灯 E 氘灯 13．下列除哪项外，均为偏离Beer定律的光学因素（ ）
A 离解 B 杂散光 C 散射光 D反射光 E 非单色光 14．在CH2=CHCH=CH2分子中，其跃迁方式是（ ）
A π→π*；n→π* B π→π*；n→σ* C σ→σ*；n→π* D π→π* E n→π*
15．某共轭二烯烃在正已烷中的λmax为219nm，若改在乙醇中测定，吸收峰将（ ） A 红移 B 蓝移 C 峰位不变 D 峰高变高 E 峰高降低 16． CH2CHCHCH2分子中具有的吸收带是（ ）
4
A R带 B K带 C B带 D E1带 E E2带 （三）多选题
1．某物质在某波长处的摩尔吸收系数ε很大，则表明（ ）
A．光通过该物质溶液的光程很长 B．该物质对某波长的光吸收能力很强 C．该物质溶液的浓度很大 D．在此波长处，测定该物质的灵敏度较高E．在此波长处，测定该物质的灵敏度较低
2．分光光度计的种类和型号繁多，并且在不断发展和改进，但都离不开以下几个主要部件（ ）
A．光源 B．单色器 C．吸收池 D．检测器 E．记录仪 3．可见分光光度计的光源可用（ ）
A．钨丝灯 B．卤钨灯 C．低压氢灯 D．氘灯 E．氦灯 4．分光光度法测定中，使用比色皿时，以下操作正确的是（ ）
A．比色皿的外壁有水珠 B．手捏比色皿的毛面 C．手捏比色皿的磨光面 D．用卫生棉擦去比色皿外壁的水珠 E．待测液注到比色皿的2/3高度处 5．标准曲线法在应用过程中，应保证的条件有（ ） A．至少有5～7个点； B．所有的点必须在一条直线上； C．待测样品浓度应包括在标准曲线的直线范围之内；
D．待测样品必须在与标准曲线完全相同的条件下测定，并使用相同的溶剂和显色系统 E．测定条件变化时，要重新制作标准曲线。 6．可见分光光度计的单色器由以下元件组成（ ）
A．聚光透镜 B．狭缝 C．准直镜 D．色散元件 E．光闸门 7．能同时产生R、K、B吸收带的化合物是（ ） A．CH2＝CH—CHO B．CH≡C—CHO C． COCH 3 D． CH CH 2 E． 8．下列关于紫外光谱的叙述正确的是（ ） A．两个化合物相同，其紫外光谱应完全相同
B．紫外光谱完全相同的两个化合物，一定是同一化合物 C．两个化合物相同，其紫外光谱不一定相同
D．紫外光谱完全相同的两个化合物，不一定是同一化合物 E．以上均非
9．显色反应的类型有（ ）
5
CHOA 酸碱反应 B 沉淀反应 C 配位反应 D 氧化还原反应 E 缩合反应 10．影响显色反应的因素有（ ）
A 显色剂的用量 B 溶液pH C 反应时间 D 温度 E 显色剂的摩尔质量
11．偏离Beer定律的化学因素有（ ）
A 解离 B 杂散光 C 反射光 D 溶剂化 E 散射光 12．偏离Beer定律的光学因素有（ ）
A 解离 B 杂散光 C 反射光 D 溶剂化 E 散射光 13．分光光度法中消除干扰的方法有（ ）
A 控制酸度 B 选择适当的解蔽剂 C 选择适当的测定波长 D 选择适宜的空白溶液 E 利用生成显色配合物 14．分光光度法中常见的空白溶液有（ ）
A 溶剂空白 B 试剂空白 C 试样空白 D 不显色空白 E 平行操作空白
15．影响紫外吸收光谱吸收带的因素有（ ）
A 空间位阻 B 跨环效应 C 顺反异构 D 溶剂效应 E 体系pH值 （四）填空题
1.可见分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分，其特点 、 、 和 。其测定微量组分的相对误差一般为 。
2．Lambert-Beer定律表达式：A＝KlC，其中符号C代表 ，单位是 ，l代表 ，单位是 ，K称为 ；当C等于 ，l等于 时，则K以符号 表示，并称为摩尔吸收系数。
3．摩尔吸收系数可以衡量显色反应的灵敏度。摩尔吸收系数的单位是 。百分吸收系数的单位是 。
4．吸收光度法对显色反应的要求是： 、 、 、 。吸收光度法的显色剂用量一般都是通过 来确定的。
5．对显色反应影响较大的重要因素有_______、________ 、_______ 、________等。 6．仪器分析中常见的空白溶液有________、________ 、_______ 、_________等。 7．测量某有色络合物的透光率时，若比色皿厚度不变，当有色络合物的浓度为C时，透光率为T，当其浓度稀释5倍时，其透光率为 。
8．在以参比溶液调节仪器零点时，因为无法调至透光度为100%，只能调节至95%处，
6
此时测得一有色溶液的透光度为35.2%，则该溶液的真正透光度为 。
9．在紫外光区测试样品溶液所用的吸收池用 材料制成；光源用 灯。 10．紫外-可见分光光度计的种类和型号繁多，但它们的主要部件都是由 、 、 、 和 组成。
11．应用等吸收双波长消去法消除干扰组分的前提是 。 12．跃迁类型相同的吸收峰，在可见紫外光区的位置称吸收带。其中R带是由 跃迁引起的；K带是由 跃迁引起的；B带是 类化合物的特征吸收带，是由_____的骨架振动与______内的π→π*的跃迁重迭所引起。
13．紫外吸收光谱是由 跃迁产生的，属于电子光谱，因为还伴随着振动能级与转动能级的跃迁，所以紫外吸收光谱的谱带较宽，为 状光谱。
14．如能提供合适的能量，甲醛分子可以发生 、 、 及 等四种类型的电子跃迁。
15．物质的紫外吸收光谱基本上是反映分子中 及 的特征，而不是 的特性。影响有机化合物紫外光谱的主要因素有 、 、 和 。
16．物质的紫外吸收光谱是由分子中的 跃迁所产生的。在吸收光谱的最短波长（200nm）处，有一相当强度的吸收但不成峰形的部分，称为 。在吸收峰的旁边若出现小的曲折，则称为 。往往当测定物质含有杂质时，可使主峰产生 。吸收光谱的形状与吸收质点的结构、物理状态及测试条件等有密切的关系，所以，紫外吸收光谱的定性依据，主要是根据光谱图所提供的参数如 、 、 和 等。 （五）名词解释 1．显色剂 2．发色团 3．助色团
4．红移（长移或深色移动） 5．蓝移（短移或浅色移动） 6．浓色效应（吸收增强效应） 7．淡色效应（吸收减弱效应） （六）简答题
1．物质对光的吸收程度可用哪几种符号表示，各代表什么含义？ 2．什么是Lambert-Beer定律？其物理意义是什么？
7
3．简述导致偏离Lambert-Beer定律的原因。 4．什么是吸收曲线？制作吸收曲线的目的是什么？ 5．分光光度法常用的定量分析方法有哪几种？ 6．推测下列化合物含有哪些跃迁类型和吸收带。 （1）CH2＝CHOCH3 （2）CH2＝CHCH2CH2OCH3 （3）CH2＝CH—CH＝CH2—CH3 （4）CH2＝CH—CO—CH3
7．解释下列化合物在紫外光谱图上可能出现的吸收带及其跃迁类型。
OOCH（1） （2） （3） （4） （七）计算题
1．将下列各百分透光率（T%）换算成吸收度（A） （1）32% （2）5.4% （3）72% （4）52% （5）0.01%
O2．每100mL中含有0.701mg溶质的溶液，在1.00cm吸收池中测得的百分透光率为40%，试计算：（1）此溶液的吸收度（2）如果此溶液的浓度为0.420mg/100mL，其吸收度和百分透光率各是多少？
3．取1.000g钢样溶解于HNO3，其中的Mn用KIO3氧化成KMnO4并稀释至100mL，用1.0cm吸收池在波长545nm测得此溶液的吸收度为0.700。用1.52×10
－4
mol/L KMnO4作
为标准，在同样条件下测得的吸收度为0.350，计算钢样中Mn的百分含量。
4．某化合物的摩尔吸收系数为13 000 L/( mol·cm)，该化合物的水溶液在1.0cm吸收池中的吸收度为0.410，试计算此溶液的浓度。
三、答案
（一）判断题
1．√ 2．× 3． × 4.√ 5．√ 6．√ 7．√ 8．√ 9．×
（二）单选题
1．C 2．D 3．C 4． A 5．C 6．A 7．D ８．E 9．D 20．C 21．B 22．D 23．A 24.D 25．A 26 ．B
（三）多选题
1．BD 2．ABCDE 3． AB 4 .BE 5．ACDE 6．BCDE 7．CE 8．AD 9．C.D.E 10．A.B.C.D 11．A.D 12．B.C.E 13．A.B.C.D 14．A.B.C.D.E
8
15．A.B.C.D.E
（四）填空题
1．灵敏度高、准确、简便、快速。2~5％
2．有色物质溶液浓度，mol/L，光程，cm，吸光系数、1mol/L，1cm，ε 3．L·mol1·cm1，100mL·g1·cm1
4．灵敏度高、选择性好、稳定性好、显色剂在测定波长无明显吸收。试验 5．显色剂的用量，溶液酸度，反应时间，温度、溶剂 6．溶剂空白，试剂空白，试样空白，不显色空白 7．T1/5 8．37.0％
解：测量的相对误差为 100％－95％?100％＝5％100％－
－
－
－
真正的透光度＝35.2％＋（35.2×5％）＝37.0％ 9．石英；氢（或氘）
10．光源，单色器，吸收池，检测器，信号显示及记录系统 11．具有相同的吸收度
12．n→π*；π→π*；芳香族；苯环；苯环 13．电子能级，带
14．σ→σ*、n→σ*、n→π*及π→π*
15．发色团，助色团，整个分子。空间结构的影响、异构现象、溶剂效应、体系pH值影响
16. 价电子，末端吸收，肩峰，肩峰，λmax、λmin、λsh，整个曲线的图形 （五）名词解释 略
（六）简答题
1．答：物质对光的吸收程度可用吸收度A、透光率T和百分透光率T％表示。lg（I0/It）
＝t ，称为吸收度A，透射光强度It与入射光强度I0之比，用TT表示它们之间的关系为：
II0
A＝logI0＝log1＝－logTItT2．答：朗伯—比尔定律是光的吸收定律，它的文字表述为：溶液的吸收度与溶液中有色物质的浓度及液层厚度的乘积成正比，它是分光光度法定量测定的依据，其数学表达式为A＝a?C?l。
3．答：引起偏离的原因分为光学因素与化学因素两个方面。例如，由于分光光度计单
9
色器分光能力的限制，入射光是非单色光；光学元件的性能缺陷，杂散光的影响，比色皿端面的不平行，造成光程不一致；溶液本身的化学物理因素发生变化，从而使吸光物质的存在形式发生变化，导致该物质的吸收曲线改变；吸光质点对光的散射作用，比色皿内外界面对光的反射作用及溶剂、酸度、温度的变化及溶液浓度过高等，都可导致光吸收定律的偏离。
4．答：依次将各种波长的单色光通过某一有色溶液，测量每一波长下有色溶液对该波长光的吸收程度，即吸收度A，然后以波长为横坐标，吸收度为纵坐标作图，得到一条曲线，称为吸收曲线。制作吸收曲线的目的是确定某物质对光的吸收特征。不同物质对光的吸收曲线形状不同，此特征可以作为物质定性分析的依据。同时曲线上光吸收程度最大处所对应的波长称为最大吸收波长。在定量分析中，一般选择λmax为测量波长。
5．答：分光光度法常用的定量分析方法有标准曲线法、标准对照法和差示光度法。标准曲线法是：配制一系列不同浓度的标准溶液，在相同条件下分别测量其吸收度，以标准溶液浓度为横坐标，相应的吸收度为纵坐标，绘制A－C曲线，即为标准曲线，在相同条件下分别测定供试品溶液的吸收度，即可从标准曲线查出样品溶液中被测组分的浓度。也可以将一系列标准溶液的浓度与相应的吸收度进行线性回归，求出回归方程，然后将供试品溶液的吸收度带入回归方程，计算供试品溶液中被测组分的浓度。因该法更客观，目前多采用此法。标准对照法是：在相同条件下配制标准溶液和供试品溶液，在选定波长处，分别测其吸收度，根据光吸收定律计算供试品溶液中被测组分的浓度。差示光度法是：用一与供试品浓度接近的标准溶液，代替空白溶液作参比，与供试品溶液进行比较的方法。
6．解：（1）CH2＝HC－O－CH3 K带，λmax≈200nm （π→π*） （n→σ*）
（2）CH2＝CHCH2CH2－O－CH3 K带，λmax≈200nm
（π→π*） （n→σ*）
（3）CH2＝CH—CH＝CH2—CH3 K带，λmax≈217nm （π→π*） （π→π*）
（4）CH2＝CH—CO—CH3 K带，λmax≈300nm
（π→π*） （n→π*） R带，λmax≈200nm
7．解：（1）可能出现的吸收带为： B带：由苯环内的π→π*引起。 R带：由n→π* 引起。
E带：苯环内三个乙烯基的环状共轭结构体系引起的π→π*跃迁。 K带：芳环上的发色团取代。
10
（2）可能出现的吸收带为： R带：由n→π* 引起。 K带：芳环上的发色团取代。 （3）可能出现的吸收带为： K带：π→π*共轭，λmax红移。 （4）可能出现的吸收带为： R带：由n→π* 跃迁引起。 K带：由π→π*跃迁引起。 （七）计算题
1．解：（1）A＝－lgT＝－lg0.32＝0.495 （2） A＝－lgT＝－lg0.054＝1.268 （3） A＝－lgT＝－lg0.72＝0.143 （4） A＝－lgT＝－lg0.52＝0.284 （5） A＝－lgT＝－lg0.0001＝4 2．解：（1）A＝－lgT＝－lg0.40＝0.398
（2） A 1 ＝ C 1 A ＝ C1?A2＝0.420?0.398＝0.2381A2C2C20.701C1＝0.420mg/100mL
C2＝0.701mg/100mL A2＝0.398 T%＝10
－0.238
×100％＝57.8％
3．解：（1）先求出测得的KMnO4的浓度
A1C1＝A2C2C2?A11.52?10－4?0.700C1＝＝＝3.04?10－4mol/L＝[KMnO4]＝[Mn]0.350 A 2 C1＝？ A1＝0.700 C2＝1.52×10（2）求Mn%
Mn%＝C1V1MMn?100％S?1000－4
mol/L A2＝0.350
3.04?10－4mol/L?100ml?54.94g/mol＝?100％＝0.17％1.000g?10004．解：A＝ε?C?l
C?A0.41??3.15?10－5mol/L??l13000L/mol?cm?1cm11
第十四章 红外分光光度法
一、内容提要
红外分光光度法（infrared spectrophotometry IR）是以红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，记录样品吸收曲线的一种光学分析方法，又称红外吸收光谱法。习惯上将红外线分为三个区域：近红外区、中红外区、远红外区。
红外光谱是由成键原子振动能级跃迁所产生的吸收光谱。对双原子分子而言，其任意两个振动能级的能量差△E表示为：
?E?h??h2?K
?υ为化学键的振动频率，表示为：
??12?Kcm/s u??1307K?1(cm) u'它表明化学键的振动频率与化学键力常数、折合原子量有关。但在实际测量中，υ往往受到邻近基团，甚至整个分子其它部分的影响，加上测定条件及物理样品状态的不同而发生变化。因此，同一个官能团的特征吸收并不固定在一个频率上，而是在一定范围内波动。红外光谱中引起峰位变化的因素通常包括基团间的诱导效应，共轭效应，空间效应，氢键，互变异构等。光谱的制样技术包括压片法，液膜法，糊剂法等。红外光谱在化学领域中应用最广的是根据红外吸收曲线的峰位，峰强及峰形判断化合物中是否存在某些官能团，并进而推断未知物的结构。
本章重点是吸收曲线的描述（峰数、峰位、峰强）及其影响因素，典型光谱（芳烃、羰基化合物），光谱解析方法。其中光谱解析方法是本章的难点。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．红外光谱的专属性、特征性很强，一些具有相同功能团的化合物，其紫外光谱具有相同的特征，而红外光谱则完全能加以鉴别。
12
（ ）2．中红外吸收光谱是分子的振—转光谱。
（ ）3．在研究分子结构时，拉曼波谱提供的信息与红外波谱的信息是互补的。 （ ）4．从结构
可知，其不饱和度为3。
（ ）5．非线性分子H2O，其基本振动形式有四种。
（ ）6．构成化学键的两原子电负性差越大，红外吸收峰的强度就越强。 （ ）7．紫外吸收光谱与红外吸收光谱都是分子光谱。 （二）单选题
1．某化合物受电磁辐射作用后，振动能级发生变化，所产生的光谱波长范围是（ ） A．紫外光 B．X射线 C．微波 D．红外线 E．可见光 2．红外光谱的产生起源于（ ）
A 电子激发 B 振动能级跃迁 C 转动能级跃迁 D 核激发 E 电子自旋激发
3．CO2分子没有偶极矩这一事实表明该分子是（ ）
A．以共价键结合的 B．角形的 C．线性的并且对称 D．非线性的 E．以配位键结合的 4．CO2的振动自由度是（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5 E．6 5．化合物C2H3OCl的不饱和度是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4 E．5 （三）多选题
1．下列化合物中，不能出现弯曲振动的是（ ） A．HCl B．CO2 C．N2 D．H2O E．CH4 2. 叁原子分子的振动形式有（ ）
A．伸缩振动 B．面内弯曲振动 C． 面外弯曲振动 D．对称弯曲振动 E．不对称弯曲振动 3．影响分子偶极矩的因素是（ ）
A．成键两原子的电负性 B．成键两原子的摩尔质量 C．分子的对称性 D．分子的摩尔质量 E．分子的水溶性 4．使红外吸收峰数目增加的原因是（ ）
A．倍频峰 B．合频峰 C．差频峰 D．简并 E．红外非活性振动 5．使红外吸收峰数目减少的原因是（ ）
13
A 倍频峰 B 合频峰 C 差频峰 D 简并 E 红外非活性振动 6．常见的红外分光光度计的光源有（ ）
A．硅碳棒 B．氢灯 C．钨灯 D．Nernst灯 E．氘灯 7．红外分光光度计上常见的检测器有（ ）
A．光电管 B．真空热电偶 C．Golay池 D．光电倍增管 E．光电池 8．红外光谱分析中，固体样品的制样方法有（ ）
A．压片法 B．夹片法 C．涂片法 D．糊剂法 E．薄膜法 9. 下列哪些波长属于特征区范围（ ））
A．4000~3000cm1 B．3000~2000 cm1 C．2000~1250 cm1 D．1250~1000 cm1 E．1000~400 cm1 （四）填空题
1．红外光谱是介于 与 之间的电磁波，中红外区的波长范围是 。中红外吸收光谱是分子的 光谱。
2．化合物的红外吸收曲线可由 、 、 来描述。 3．不同分子在红外谱图中出现的吸收峰位，是由 所决定的。
4．红外光谱中所说的特征频率区是指 的区间，其特点是 。指纹区的波长范围是 。
5．影响红外谱带位置的因素有 、 、 、 、和 等。
6．红外分光光度法固体样品的制备方法有 、 、 。 7．产生红外吸收峰的基本条件是 和 。 8．苯（C6H6）分子的振动自由度为 ，不饱和度为 。 （五）名词解释 1．红外非活性振动 2．基频峰 3．相关峰 4．特征峰 5．泛频峰 （六）问答题
写出下列各类化合物的特征吸收峰。 烯烃、炔烃、芳烃、羧酸、醛、酮
－
－
－
－
－
14
（七）图谱解析
1．某一未知物沸点202℃，测得分子式为C8H8O。将该样品装入毛细液体池中，测定其红外吸收光谱如图14-1。
图14-1 C8H8O的红外吸收光谱 2．某无色或淡黄液体，具有刺激味，沸点为45.5℃，分子式为C8H8，其红外光谱如图14-2，试判断其结构。
图14-2 C8H8的红外吸收光谱 3．已知某液体样品的分子量为124.16，分子式为C6H9N4。用微量液体池测得其红外吸收光谱如图14-3。试由光谱解析，判断其化学结构式。
图14-3 C6H9N3的红外吸收光谱
15
三、参考答案
（一）判断题
1．√ 2．√ 3. √ 4. × 5 × 6. √ 7. √ （二）单选题
1．D 2．B 3．C 4．C 5.A （三）多选题
1．AC 2. ABC 3 AC 4. ABC 5. DE 6. AD 7 BC 8. ADE 9. ABC （四）填空题
1．可见、微波，0.76～1000m；振转。 2．吸收峰位、峰数、峰强。 3．振动能级差。
4．4000～1250cm1，吸收峰较疏、易辨认，1250～400cm1。
5．诱导效应、共轭效应、氢键效应、偶极场效应、键角效应、空间位阻、溶剂效应。（任选五）
6．压片法、糊剂法、薄膜法。 7．Δμ≠0、νL＝ΔVν。 8．30，4． （五）名词解释 略
（六）问答题 略
（七）图谱解析
O1． 2．
－
－
CCH23． N
CHCH2CH2NCH2CH2CCH3CN
第十五章 荧光分光光度法
一、内容提要
16
分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量跃迁至激发态，然后跃迁回基态的各个振动能级并产生辐射的发光现象，称为分子荧光，建立在分子荧光基础上的分析方法称为荧光分析法。分子的荧光光谱有两个特征光谱，激发发谱和荧光光谱或称发射光谱。
产生荧光的物质必须具备两个条件：强的紫外-可见吸收和一定的荧光效率。跃迁类型、长的共扼结构、分子的刚性与共平面性以及取代基效应都会影响荧光的强弱；溶剂、温度、pH值等外界因素也会影响荧光强度。
常见的荧光分光光度计构造可分为光源，样品池，检测器，单色器，数据记录和处理系统五个主要部分。其单色器通常为两个，一个为激发单色器，一个为发射单色器。
荧光分析法的定量依据是在试样溶液浓度很低、激发光强度一定时，荧光强度同浓度成正比。公式为F＝KC，其中K是一个与物质摩尔吸收系数及物质的荧光效率有关的常数。 其定量方法有标准曲线法（工作曲线法），比例法，差示荧光法；对于多组分混合物的定量，可以采用计算分光光度法来测得各被测组分的含量。 本章重点和难点是荧光与分子结构的关系。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．荧光物质吸收了某种波长的紫外线，才能发射荧光，吸收越强，发射荧光也越强，因此二者图谱完全重迭。
（ ）2．通常来说，荧光物质的刚性和共平面性增加，分子与溶剂或其它溶质分子的相互作用减小，外部转换能量损失减少，从而有利于荧光发射。
（ ）3．荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象称为荧光的熄灭。
（ ）4．荧光淬灭是指因种种原因使荧光物质的荧光完全消失的现象。 （二）单选题
1．根据下列化合物的结构，判断哪种物质的荧光效率最大？（ ） A．苯 B．联苯 C．对联三苯 D．蒽 E．萘 2．荧光分光光度计与分光光度计的主要区别在于（ ） A．光源 B．光路 C．单色器 D．检测器 E．吸收池
3．某些物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外，还会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停止照射时，发光过程立即停止（10
－19
～10
－6
秒），这种光称为（ ）
A．荧光 B．磷光 C．拉曼光 D．瑞利光 E．散射光
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4．荧光分光光度法中，F＝φI0ECl适用于（ ）
A．浓溶液 B．ECl≤0.05的溶液 C．ECl≤0.01的溶液 D．对浓度无特殊要求 E．视待测组分性质而定
5．荧光分光光度计测定荧光强度，通常是在与激发光成以下角度的方向进行（ ） A．0° B．45° C．90° D．180° E．0°～90° （三）多选题
1．常见的光致发光现象有（ ）
A．荧光 B．瑞利光 C．拉曼光 D．磷光 E．散射光 2．分子荧光法与紫外-可见分光光度法的主要区别为（ ） A．分析方法完全不同 B．仪器结构不同 C．灵敏度不同 D．光谱带个数不同 E．光源不同 3．下列论述正确的是（ ）
A．烷基取代对荧光影响不大 B．氰基取代可减小发射波长和强度 C．羰基取代可使荧光增强 D．氨基取代可减小发射波长和强度 E．硝基取代可使荧光淬灭
4．使荧光增强的取代基团有（ ）
A．－OH B．－OCH3 C．－OC2H5 D．－C＝O E．－NO2 5．使荧光减弱的取代基团有（ ）
A．－COOH B．－Cl C．－SH D．－CN E．－NH2 6．影响荧光强度的因素包括（ ）
A．分子结构的稳定性 B．分子的取代效应 C．温度 D．溶剂 E．分子量的大小
（四）填空题
1．荧光分光光度计由 、 、 、 、 五部分组成。
2．影响荧光强度的因素有 、 、 、 。 3．一般可以从 、 、 、 几个方面来分析判断化合物能否产生荧光，荧光强度如何。
4．常用荧光定量分析方法有 、 、 。
5．荧光分析法的特点是 、 。在中药分析中，荧光法的测定方法有 、 、 、 四类。
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6．激发波长与荧光波长相同称为 。
7．改变激发光的波长，并在荧光强度最强波长处测量荧光强度变化，以 为横坐标，以 为纵坐标作图，即得到荧光物质的激发光谱。
8． 选用发光荧光强度最强时的波长为激发光源，测量不同波长处荧光的强度分布，以 为横坐标，以 为纵坐标作图，即得到荧光物质的激发光谱，或称为 。
9．物质要产生荧光必须具备两个条件，其一为 ，其二为 。
（五）名词解释 1．荧光 2．荧光效率 （六）问答题
1．试解释荧光发射光谱与荧光激发光谱的差异，其中哪个与吸收光谱更相似？ 2．下列化合物哪个的荧光最强？
A B C
3．按荧光强弱顺序排列下述化合物：
CH3
A B C
OHNO2
D E
COOH 4．在紫外-可见分光光度法定量分析时只需用空白溶液校正零点，而荧光定量分析时除了校正零点外，还需用标准溶液校正仪器刻度。为什么？
三、参考答案
（一）判断题
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1．× 2．√ 3．√ 4．× （二）单选题
1．C 2．B 3．A 4．B 5．C （三）多选题
1．AD 2．BCDE 3．AE 4．ABC 5．ABC 6．ABCD （四）填空题
1．光源、样品池、检测器、单色器、数据记录和处理系统。
2．分子结构的稳定性、分子的取代效应、环境的影响、散射光的影响、荧光的熄灭。（五选四）
3．跃迁类型、共轭效应、刚性结构和共平面效应、取代基效应。 4．标准曲线法（工作曲线法）、比例法、差示荧光法。
5．灵敏度高、 选择性好。直接测定法、间接测定法、荧光衍生物法、荧光熄灭法。 6．共振荧光。
7．激发波长、荧光发光强度。 8．荧光波长、荧光强度。
9．在紫外-可见区有较强的吸收、具有较高的荧光效率。 （五）名词解释 略
（六）问答题 1. 略 2．C最强。
3．D＞A＝B＞C＞E。
第十六章 原子吸收分光光度法
一、内容提要
原子吸收分光光度法是利用处于基态的待测原子蒸气对从光源所发出的共振线的吸收，从而进行元素分析的方法。原子吸收分光光度法具有灵敏度高、选择性好、测定快速、准确度好、测定范围广和操作简便等特点。目前已经广泛应用于中医药的微量元素分析。
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在一定条件下，基态原子对共振线的吸收符合Lambert-Beer定律：A=lg
IO=KλCl。 I式中A为吸光度，I0为光源所发射的待测元素共振线的强度，I为被测原子蒸气吸收后的透过光强度，Kλ为原子蒸气对共振线的吸收系数，C为蒸气中基态原子的浓度，l为原子蒸气的厚度，即共振线所通过的火焰宽度。
当l一定时，则有A＝KC，此式即为原子吸收分光光度法定量分析的基本公式。 原子吸收分光光度计构造可分为光源，原子化器，单色器，检测系统以及数据记录和处理系统。光源多采用空心阴极灯。原子化器的作用是产生原子蒸气，常用的有火焰原子化器和非火焰原子化器两种。单色器的作用是将被测的共振吸收线与其他谱线分开。检测系统主要有检测器（光电转换器）、放大器和读数装置（对数变换器和指示仪表等）三部分组成。 在对样品测定之前，必须对样品进行前处理，即破坏消解有机机体使待测元素基本完全转化为无机离子状态。常用的方法有干法消化、湿法消化、水解消化、UV辐射低温消化和微波消解五种，前处理时应根据被测元素的性质采用不同的消化方法。
原子吸收光谱法的干扰主要有光谱干扰，物理干扰，化学干扰，电离干扰和背景干扰四种。其中光谱干扰包括光谱线干扰和背景干扰。物理干扰是非选择性干扰，对试样各元素的影响基本相似。化学干扰是选择性干扰，主要影响被测元素化合物离解及其原子化，是原子吸收分析的主要干扰来源。
样品定量分析的方法主要有标准曲线法、标准加入法和内标法三种。 本章重点是原子吸收分光光度计的构造，难点是原子吸收光谱法的干扰。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．原子吸收法一次只能测定一种元素，而发射光谱法可以一次同时测定多种元素。
（ ）2．原子吸收分光光度计的单色器放置在原子吸收池后的光路中。 （ ）3．用原子吸收法分析元素时，一定要选择元素的共振吸收线作为分析线。 （ ）4．化学干扰是非选择性干扰，对试样中所有元素的影响基本相似。 （ ）5．原子吸收分光光度计的分光系统与其它分光光度计的分光系统不同。 （ ）6．目前测定中药材中的碱金属元素常用原子吸收法。 （二）单选题
1．对于液体有机试样，常用哪种溶剂将样品稀释到接近水的粘度（ ）
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A．甲基异丁酮 B．石油 C．盐酸 D．乙醇 E．水
2．当光谱带内有非吸收线存在时，会降低测定的灵敏度，抑制这种干扰的方法是（ ） A．增加狭缝宽度 B．选择另外的吸收线 C．减少狭缝宽度 D．用化学方法分离样品 E．调换光源 3．每种元素气相状态原子的吸收光谱（ ）
A．只有一条谱线 B．只有两条谱线 C．只有两条共振吸收线 D．有一系列特定波长的吸收谱线 E．以上均非
4．用原子吸收法测定钙元素时，极易产生电离干扰，抑制电离干扰的方法是（ ） A．加KCl等电离电位较低的元素的化合物 B．加入甲基异丁酮 C．加盐酸 D．提高火焰温度 E．改变狭缝宽度
5．非火焰原子化器比火焰原子化器灵敏度高，取样量少，但背景干扰较（ ） A．大 B．小 C．一般 D．不变 E．以上均非
6．在一定范围内，试样量增加，原子吸收池内相应的原子浓度随之增加，则（ ） A．吸收度增大 B．吸收度减小 C．吸收系数增大 D．吸收系数减小 E．以上均非
7．配制的标准溶液其合适的浓度范围是能产生（ ）单位吸光度的浓度。 A．0.2 B．0.5 C．0.8 D．1.0 E．0.2~0.8
8．石墨炉原子化阶段，应选择（ ）温度作为原子化温度。 A．达到最大吸收度的最低温度 B．达到最大吸收度的最高温度 C．达到最小吸收度的最低温度 D．达到最小吸收度的最高温度 E．尽可能高的温度
9．非火焰原子化法与火焰原子化法相比，其精密度（ ） A．要差一些 B．较高 C．太差 D．很高 E．相同 （三）多选题
1．电离干扰使测定的结果偏低，为减少电离干扰可采用（ ） A．提高火焰温度 B．内标法 C．降低火焰温度 D．加消电离剂 E．标准加入法
2．释放剂能消除干扰，原因是其与干扰元素所形成的化合物比与被测元素形成的化合物更（ ）
A．不稳定 B．易挥发 C．易热解 D．稳定 E．难挥发 3．原子吸收法主要有以下干扰（ ）
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A． 光谱干扰 B．物理干扰 C．化学干扰 D．电离干扰 E．溶剂干扰 4．标准曲线法测定元素时应注意（ ）
A．应使标准溶液的吸光度在0.05~0.70之间 B．空白溶液应与试样有相似的组成 C．光源、喷雾、火焰、单色器通带、检测器等仪器和操作条件应保持恒定 D．选择共振吸收线 E．选择石英槽
5．原子吸收法主要的定量分析方法有（ ）
A．内标法 B．标准加入法 C．比例法 D．标准曲线法 E．示差分析法 （四）填空题
1．原子吸收分光光度计由 、 、 、 、 五部分组成。
2．原子吸收分光光度法在样品制备中所用的试剂都必须是 。 3．原子吸收分光系统中常用的色散元件为 。
4．样品消化时，若被测元素是挥发性的，则不宜采用 ，而应采用 。
5．消除物理干扰的最重要方法是 ，一般采用 法来消除。
6．标准加入法中，绘制吸光度（A）对加入被测元素浓度（C）的校正曲线，延长该曲线与横坐标相交于Cx，即为 的浓度。校正曲线纵坐标上的截距所反映的吸光值是 所引起的效应；若试样中不含被测元素且已消除背景干扰，则校正曲线应 。
（五）名词解释 1．共振吸收线 2．背景干扰 3．物理干扰 4．化学干扰 （六）问答题
1．为什么选用共振线作为原子吸收法的测定分析线？
2．紫外-可见分光光度计的分光系统放在吸收池之前，而原子吸收分光光度计的分光系统为什么放在原子化系统（吸收系统）之后？
3．对试样原子化的要求。简述试样原子化的物理化学过程。 （一）判断题
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1．√ 2．√ 3．× 4．× 5．× 6．× （二）单选题
1．A 2．C 3．D 4．A 5．A 6．B 7．E 8．A 9．A （三）多选题
1．CD 2．DE 3．ABCD 4．ABC 5．ABD （四）填空题
1．光源、原子化器、单色器、检测系统、数据记录和处理系统。 2．高纯度的。 3．光栅。
4．干消化法，湿消化法。
5．配制与被测试样相似组成的标准样品，标准加入法。 6．试样中被测元素，试样中原来含有的被测元素，通过原点。 （五）名词解释 略
（六）问答题 略
第十七章 色谱法概论
一、内容提要
色谱法（chromatography）是分离分析混合物的一种有效的物理和物理化学方法。其机理是欲分离的混合物在两相之间的分布，其中一相是有巨大表面积的固定床组成的，称为固定相（stationary phase）；另一相是可通过或沿着固定床渗滤的液体，称为流动相（mobile phase）。
色谱法的原理主要是利用物质在流动相与固定相之间的分配系数差异而实现分离。故色谱法存在三要素，即待分离的混合物，固定相和流动相，在任何一种色谱分析中，这三要素缺一不可。
色谱法是先将混合物中各组分分离，而后逐个分析，因此是分析混合物最有力的手段。具有高灵敏度、高选择性、高效能、分析速度快、应用范围广等优点。
24
1. 与光谱法比较
色谱法与光谱法的主要区别在于色谱法具有分离及分析两种功能，而光谱法不具备分离功能。
2. 与其他分离方法比较
与其他分离方法，如蒸馏、结晶、沉淀、萃取法相比，色谱法具有极高的分离效率，不仅可使许多性质相近的混合物分离，还可使同分异构体获得分离，它已成为各种实验室的常规手段，是分析化学的重要分支。
常用术语 1. 柱效能指标
t?t??t?（1）理论塔板数 n??R??5.54(R)2?16?R?W1/2????W?LL?WH???n16??tR'?tR?????222（2）理论塔板高度
????2（3）有效塔板数
neff''??tRtR2??5.54()?16???WW1/2??????2（4）有效塔板高度
HeffLL?W?'??n16??tR????22. 色谱柱分离效率指标
(tR2?tR1)2(tR2?tR1)n???1??k2??分离度 Rs???????12(W1?W2)1.699(W112?W1224????k＋1?2?3. 色谱流出曲线 （1）保留值 ①死时间 tM?②保留时间
LuVtM?tM(1?Ks)?tM(1?k)RVmtR?③调整保留时间tR＇= tR－tM
④死体积VM ＝ tM·Fc（Fc：体积流速） ⑤保留体积VR = tR·Fc
⑥调整保留体积VR＇＝VR－VM=tM·Fc
⑦ 相对保留值?2.1或选择性因子α2.1 'K2k2tR2'VR2'tRVR'22??????1 2.1?2.1?'?'Kkt'V'tR1VR111R1R1 25
α2.1为前后两个色谱峰的调整保留值之比，习惯上，tR1＜tR2，所以α2.1总是大于1的，而?2.1是任意两个色谱峰的调整保留值之比，所以其值总是大于0的。
4. 区域宽度 （1）标准偏差σ （2）半峰宽W1/2=2.355σ
（3）基线宽度W=4σ或W=1.699 W1/2
色谱基本原理包括了以塔板理论为代表的色谱热力学理论和以速率理论为代表的色谱动力学理论。这两个理论均以色谱过程中分配系数恒定为前提，解释了影响峰扩宽和色谱柱分离效率的各种因素，对色谱分离条件的选择具有实际指导意义。
本章重点是色谱过程中的常用术语和分离度，难点是色谱分离方程式。
''二、习题
（一）判断题
（ ）1．根据色谱峰的面积可以进行定性和定量分析。
（ ）2．某组分的色谱峰宽与H值、保留体积（或时间）成正比关系。
（ ）3．A、B两物质在某给定色谱柱上的分配系数分别为510和480，则A将先被洗脱出柱。
（ ）4．基线宽度（Wb）愈大，则分离度（Rs）愈大。 （ ）5．Rs＝1.5时，两色谱峰称为基线分离。 （ ）6．同一根色谱柱中不同的组分有不同的理论塔板数。
（ ）7．色谱法不仅可以将复杂组分分离也可以对分离后的组分直接定性。 （ ）8．组分被吸附愈牢，它在固定相中浓度愈大，因此保留体积愈大。 （二）单选题
1．某组分在色谱柱中分配到固定相中的质量为mA（单位：g），分配到流动相中的质量为mB（单位：g），而该组分在固定相中的浓度为CA（以g/ml为单位），在流动相中的浓度为CB，则此组分的分配系数为（ ）
A．mA/mB B．mB/mA C．CA/CB D．CB/CA E．mA/CA 2．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的（ ）
A．容量因子 B．分配系数 C．扩散速度 D．理论塔板数 E．保留比 3．在色谱分析中，要使两组分完全分离，分离度应大于等于（ ）
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A．0.1 B．0.5 C．0.7 D．1.0 E．1.5 4．色谱过程中，固定相对物质起着下列哪种作用（ ）
A．运输作用 B．滞留作用 C．平衡作用 D．分解作用 E．化合作用 5．要达到良好的分离度，适宜的k2一般为（ ）
A．1～1.5 B．2～7 C．8～9 D．10～12 E．13～15 （三）多选题
1．要使两个组分通过色谱柱后能够得到分离的先决条件是（ ） A．分配比不同 B．峰高不同 C．分配系数不同 D．半峰宽不同 E．保留特性不同
2．色谱柱的柱效率可以用下列何者表示（ ）
A．理论塔板数 B．分配系数 C．保留值 D．塔板高度 E．容量因子 3．色谱分析法，若按操作形式分类应该是（ ）
A. 柱色谱法 B. 纸色谱法 C．气相色谱法 D．高效液相色谱法 E．薄层色谱法 4．按照分离机理色谱法可分为（ ）
A. 吸附色谱法 B. 分配色谱法 C. 离子交换色谱法 D． 凝胶色谱法 E． 薄层色谱法 5．要使分离度增加，可以（ ）
A．减小流动相对组分的亲和力 B．增加柱长 C．采用高选择性固定相 D．增加理论塔板数 E．采用细颗粒载体 6．控制组分在色谱柱内移动速度的是（ ）
A．组分的进样量 B．色谱柱的长短 C．流动相的性质 D．组分的K值 E．流动相的流速 （四）填空题
1．色谱法首先对化合物进行 ，然后进行 。在色谱法中，将填入玻璃管内静止不动的一相称为 ，自上而下运动的一相称为 。
2．按流动相的物态可将色谱法分为 和 ，前者的流动相为 ，后者的流动相为 。
3．按照分离过程的原理可将色谱法分为 法， 法， 法， 法。
4．色谱分离过程是溶质在 与 两相之间的分布，并发生一系列连续的平衡转移。
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5．一个组分的色谱峰，其峰位置（即保留值）可用于 分析，峰高或峰面积可用于 分析，峰宽可用于衡量 。
6．表示试样中各组分在色谱柱中停留时间的数值，称为 。
7．在一定温度下，组分在两相之间的分配达到平衡时的浓度比，称为 。组分在固定相和流动相中的分配量之比，称为 。
8． 是两个组分保留值之差与两个组分色谱峰宽总和之半的比值。该值越大，在色谱图上两峰的距离 ，表明这两个组分 分离，通常该值大于 时称为达到基线分离。
9. 分配系数越大，组分在色谱柱中停留的时间 ，其保留值 。各组分的分配系数相差越大，则它们 分离。
10. 两组分保留值差别的大小，反映了色谱柱 的高低。
11. 色谱法基本理论可分为 理论和 理论，它们以色谱过程中分配系数恒定为前提，解释了影响 和 的各种因素，对 的选择具有实际指导意义。由相平衡观点来研究分离过程的理论称为 理论，以动力学观点——速度来研究各种动力学因素对柱效的影响称为 理论。
12. Van Deemter 速率方程可以简写成为H＝A＋B/u＋Cu，其中三项分别为 、 和 。
（五）名词解释 1．吸附色谱法 2．分配色谱法 （六）简答题
1．什么是色谱法？简述色谱法的原理和分类及其色谱定性、定量分析的依据。 2．Van Deemter 速率方程对我们选择哪些实验条件有指导意义？
n???1??k2??????k＋13．根据色谱分离方程式 4 ? ? ? ? 、选择性因子（α）、?2? ，简述柱效率（n）
Rs?及容量因子（k2）对分离度的影响。
（七）计算题
1．已知P和Q两物质在某给定柱上的分配系数分别为490和460，在色谱分离中何者先被洗脱出柱？
2．X、Y、Z三组分混合物，经色谱柱分离后，其保留时间分别为：tR(X)＝5min，tR(Y)
＝7min，tR(Z)＝12min，不滞留组分的洗脱时间tM＝1.5min，试求：（1）Y对X的相对保留值是多少？（2）Z对Y的相对保留值是多少？（3）Y组分在色谱柱中的容量因子是多少？
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（4）X对Y的容量因子之比是多少？
3．某色谱柱，其流动相、固定相和惰性支持剂的体积比为Vm：Vs：Vi＝0.33：0.10：0.57。若溶质在两相间的分配系数K＝5.0，计算其R值。
4．某组分的峰宽为50秒（时间单位），它的 tR＝50min，此情况下该柱的理论塔板数是多少？
5．已知X、Y两组分的相对保留值α为1.59，Y物质容量因子为15.78，当在一根毛细管填充柱上获得基线分离（Rs＝1.5）时所需要的理论塔板数是多少？
6．已知惰性气体和X、Y两组分在毛细管填充柱上色谱分析得到的色谱图保留时间分
Y别为30s，750s，950s，X、Y两组分的半峰宽W1X。计算X、Y两组分的2?25s,W12?30s理论塔板数，有效塔板数和塔板高度。
三、参考答案
（一）判断题
1. × 2．√ 3． × 4. × 5. √ 6. √ 7．× 8. √ （二）单选题
1. C 2. B 3. E 4. B 5.C （三）多选题
1. ACE 2. AD 3. ABE 4. ABCD 5. ABCDE 6. CDE （四）填空题
1．分离、分析。固定相、流动相。 2．气相色谱、液相色谱，气体、液体。
3．吸附色谱法、分配色谱法 、离子交换色谱法 、凝胶色谱法。 4．固定相、流动相。 5．定性、定量、柱效率。 6．保留值。
7．分配系数，容量因子。 8．分离度，越大、越易，1.5。 9. 长、大，越易。 10. 选择性。
11. 热力学、动力学，峰扩宽、色谱柱分离效率，色谱分离条件，塔板、速率。 12. 涡流扩散项、分子纵向扩散项、传质阻力项。
29
（五）名词解释 略
（六）简答题
1．答：色谱法是分离分析混合物的一种有效的物理和物理化学方法。
色谱法的原理是利用混合物中各组分在不同的两相中溶解、解析、吸附、脱附或其它亲和作用性能的差异，当两相作相对运动时，使各组分在两相中反复多次受到上述各作用力而得到互相分离。两相中有一相是固定的，称为固定相，另一相为流动的，称为流动相。
色谱法的分类：
（1）按两相所处状态分类：液相色谱，包括液固色谱和液液色谱；气相色谱，包括气固色谱和气液色谱。
（2）按分离过程机理分类：吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱。 （3）按操作形式分类：柱色谱法，纸色谱法， 薄层色谱法。
定性分析就是确定各色谱峰所代表的化合物。由于各种物质在一定的色谱条件下，均有确定的保留值，即保留值是特征的，因此，保留值可用作定性的依据。定量分析的任务是确定混合样品中各组分的百分含量。色谱定量分析的依据是被测组分的重量（或浓度）与检测器给出的响应信号成正比。
2. 答：Van Deemter 速率方程可指导我们对担体粒度和填充均匀程度、载气种类、载气流速、柱内径、柱压力、柱固定液的种类、用量等实验条件的选择。
3．答：（1）柱效率n：分离度与其平方根成正比，当k2值已处于最佳范围内，但两个区带还不能满意地分开时，则可通过增加板数而改进分离度。n∝L，柱长增加两倍，Rs可增加1.4倍，但增加柱长会导致分析时间延长，应综合考虑。
（2）选择性因子α：当两个成分在一给定的色谱系统中，α＝1时，无论该柱的n值有多大，k2又正好处于最佳范围，两者都不能分离，要使之分离就应该改变色谱系统，使α＞1。可采用改变流动相或固定相的方法来改变。
（3）容量因子k2：k2值从0→∞，Rs值从0→1，最佳的宜在2～5之间，如果k2值远小于1，可减低溶剂的洗脱能力来改进分离，如果k2值大于15，则应增加洗脱剂的洗脱能力以减少分析时间而对分离度没有多大损失，如果样品中既有k2＜1的成分，又有k2＞15的成分，则可用梯度洗脱来改进分离。
（七）计算题
1．解：根据二者的分配系数
K?CsCm确定：
分配系数小的，表明该物质流动相中的浓度大，在固定相中停留的时间短，因此先被洗
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脱出柱。所以Q物质先被洗脱出柱。
R（2）＝，12．解：已知X、Y、Z三组分的保留时间及死时间数据，根据t? ? 2 t ? ， R＝tR?tM，
R（1）t?t?Rk＝及 三式的关系，求得各题答案：
tM7－1.512－1.5（1）? Y ， X ? ＝ 1 .57 （2） ?Z，Y＝＝1.915－1.57－1.57－1.5kX（5－1.5）/1.5kY＝＝3.67＝?0.64（3） 1 .5 （4） kY（7－1.5）/1.513．解： R＝1＝＝0.40Vs0.101＋5.0?1＋K V m 0 .334．解：
?tR?n＝16??W???b?2???50min??＝57600＝16???50min????60?2注意：用此公式时，tR和Wb的单位要一致。
第十八章 液相色谱法
一、内容提要
液相色谱法（LC）是使用液体作为流动相的几种色谱法的总称。根据操作形式的不同液相色谱法又可以分为柱色谱法和平板色谱法。在液相色谱中，按照固定相的规格、流动相的驱动力、柱效和分离周期的不同，又有经典液相色谱法和现代液相色谱法之分。现代液相色谱法是在经典液相色谱法的基础上发展起来的。本章讨论经典液相色谱法，主要介绍液固吸附色谱法和液液分配色谱法。
液固色谱法（LSC）使用液体流动相和固体固定相，化学物质通过液固色谱柱的速率由物质吸附在固体固定相表面所花费的时间决定，随着吸附时间增加，保留时间也增加。由于液固色谱法依赖于对固定相的吸附，这一技术有时定义为吸附色谱法。
液液色谱法（LLC）使用两互不相溶的液相作为固定相和流动相，固定相液相既可作为填入柱子的固体颗粒的涂层也可作为柱内壁的涂层而被固定。由于液液色谱法的分离依赖于混合物组分在两液相间的分配，液液色谱法有时被定义为分配色谱法。
平面色谱法也是液相色谱法的一种，在平面色谱法中固定相被固定在一平面上或平面中而非固定在柱子中，平面可以是铺有固定相的玻璃或塑料板（薄层色谱法）或一块滤纸或纤维素纸（纸色谱法），在这两种情形中流动相为液体，可由在固定相上或固定相中的吸附作用、相对溶解度作用、或既有吸附作用又有相对溶解度作用而导致分离。
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本章重点是薄层色谱法的一般操作，难点是吸附等温线。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．在液相色谱法中，待分离组分不必溶于流动相。
（ ）2．对于线性等温线，分配系数与浓度无关，色谱带呈高斯分布。 （ ）3．液固色谱适宜于强极性的或离子型的样品的分离。
（ ）4．液固色谱最适合于分离可溶于有机溶剂的样品，样品极性可从非极性到中等极性。
（ ）5． 吸附过程的色谱分离，可用吸附等温线加以描述。 （ ）6． 固体试样的纯度可用薄层色谱法，进一步证实。
（ ）7．在液固吸附柱色谱中吸附平衡常数较大的组分，在柱中移动速度较快。 （ ）8．吸附薄层色谱条件的选择是，被分离混合物为极性时，应选极性流动相与高活性的固定相。
（ ）9．对于直线型吸附等温线，色谱峰呈拖尾状。 （二）单选题
1．硅胶是一种略显酸性的物质，通常用于以下哪种物质的分离？（ ） A．酸性 B．中性 C．A和B D．碱性 E．胺类成分
2．正相液固色谱柱上，欲分离一极性化合物，下列溶剂哪个使其保留时间最短？（ ） A．乙醚 B．乙醇 C．苯 D．甲醇 E．丙醇 3．下列哪种氧化铝适用于分离碱性成分？（ ）
A．碱性氧化铝 B．酸性氧化铝 C．中性氧化铝 D．氧化性氧化铝 E．还原性氧化铝 4．薄层层析中，软板是指（ ）
A．塑料板 B．铝箔 C．将吸附剂直接铺于板上制成薄层 D．在吸附剂中加入粘合剂制成薄层 E．以上均非
5．在同一色谱系统中，对a、b、c三组分的混合物进行分离，它们的K值分别是0.5、1.2、1.3，当用相同的洗脱剂洗脱时，先被洗脱出柱的是（ ）
A．c组分 B．a组分 C．b组分 D．b、c两组分 E．a、b两组分 6．在液相色谱中，某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力？（ ） A．组分与流动相 B．组分与固定相 C．组分与流动相和固定相 D．组分与组分 E．组分与组分和流动相
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7．在正相分配色谱中，首先流出色谱柱的组分是（ ） A．吸附能力小的 B．溶解能力小的 C．挥发性大的 D．极性小的 E．分子量小的 8．氧化铝的最佳活化温度一般在（ ）
A．105~110℃ B．150~180℃ C．200~400℃ D．600~800℃ E．800~1000℃ 9．硅胶的最佳活化温度一般在（ ）
A．105~110℃ B．150~180℃ C．200~400℃ D．600~800℃ E．800-1000℃ 10．吸附薄层中被分离物质为极性，则流动相应首选（ ）
A．非极性 B．弱极性 C．中极性 D．极性 E．氢键型 11．当吸附剂的含水量增加时，样品的K值（ ）
A．减小 B．不变 C．增大 D．先增大后减小 E．先减小后增大 12．出现“边缘效应”是由于展开箱处于（ ）
A．饱和 B．不饱和 C．碱性 D．酸性 E．高湿度 13．吸附过程的色谱分离，其描述可用（ ）
A．吸附剂的性质 B．洗脱剂的极性 C．洗脱技术 D．吸附等温线 E．洗脱顺序
14. TLC定性分析中待测物质的Rf值通常应在何值左右（ ）
A．0.2 B．0.3 C．0.5 D．0.7 E．0.8 （三）多选题
1．在薄层色谱中，根据铺在板上的吸附剂中是否加入粘合剂，而将薄板分为（ ） A．软板 B．塑料板 C．玻璃板 D．硬板 E．铝箔
2．在液液分配色谱中，根据固定相和流动相的相对极性强弱，而将色谱分为（ ） A．吸附色谱 B．正相色谱 C．离子交换色谱 D．反相色谱 E．亲和色谱 3．如何减少TLC中的边缘效应（ ）
A．用大的层析槽 B．用小体积层析槽并使溶剂饱和 C．层析槽内贴上滤纸条 D．用大层析板 E．尽量多点几个斑点
4．在液液分配色谱中，固定液和组分分子间的作用力有（ ） A．静电力 B．诱导力 C．色散力 D．氢键力 E．化学键 5．在分配色谱中，对载体的要求是（ ）
A．化学惰性及多孔性 B．表面积要小 C．与固定液的液膜有较强的吸附力 D．机械强度小 E．对组分不具吸附力
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6．下列哪些物质在薄层色谱中用作吸附剂（ ）
A．硅胶 B．塑料板 C．氧化铝 D．纤维素 E．聚酰胺 7．常见的吸附等温线的类型有（ ）
A．对称 B．拖尾 C．线性 D．凸型 E．凹型 8．影响薄层层析Rf值的主要因素有（ ）
A．分离对象的化学结构 B．固定相的组成及其性质 C．流动相的组成及其性质 D．介质的影响 E．湿度
9．对于凸形等温线，其组分在洗脱剂中区带形状为（ ） A．对称峰 B．不对称峰 C．不成峰 D．拖尾峰 E．前延峰 10．薄层色谱法的操作步骤一般可分为以下几步（ ）
A．制板 B．点样 C．展开 D．检出 E．定性、定量 11．硬板的制备常用的粘合剂有（ ）
A．煅石膏 B．CMC－Na C．淀粉 D．葡聚糖 E．琼脂 12．色谱氧化铝按制备方法可分为（ ）
A．碱性氧化铝 B．酸性氧化铝 C．中性氧化铝 D．氧化性氧化铝 E．还原性氧化铝
（四）填空题
1．吸附过程的色谱分离可用吸附等温线加以描述。常见的吸附等温线有三种类型： 、 、 。通常在 浓度时，每种等温线均呈线性，而在 浓度时，等温线呈 或 。
2．直线形等温线是 的等温线，所得的色谱峰为 。
3．物质在固定相和流动相之间发生的吸附、解吸或溶解、挥发的过程，称为 。 4．在液相色谱中，液固色谱的分离机理是 。 5．在液相色谱中，液液色谱的分离机理是 。
6．在液相色谱中，改变相对保留值是通过选择合适的 来实现的。 7．在液相色谱中，除有机溶剂外， 也是常用的溶剂和流动相。 8．在液相色谱中，常用作固定相，又可作键合固定相基体的物质是 。 9．以固体吸附剂为固定相，以液体溶剂为流动相的色谱分离方法，称为 。 10．以固定在载体上的液体为固定相，以液体溶剂为流动相的色谱分离方法，称为 。
11．在液液分配色谱中，常用作正相分配色谱的固定液是 。
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12．在液液分配色谱中，常用作反相分配色谱的固定液是 。 13．在薄层色谱中，酸性物质的分离，吸附剂应选用 。 （五）名词解释 1．正相分配色谱法 2．反相分配色谱法 3．比移值（Rf值）
4．相对比移值（相对Rf值） 5．边缘效应 6. 吸附等温线 （六）简答题
1．薄层色谱中影响Rf值的因素有哪些？
2．在薄层色谱中，固定相和展开剂的选择要点是什么？ 3．简述薄层色谱的操作步骤。 4．固定液的选择原则是什么?
5．试以表格的形式比较分配色谱法中的正相色谱法与反相色谱法？
三、参考答案
（一）判断题
1．× 2．√ 3．× 4．√ 5. √ 6. √ 7. × 8. × 9. × （二）单选题
1.C 2.D 3．A 4．C 5．B 6．C 7．D 8．C 9．A 10．D 11．A 22．B 13．D 14．C （三）多选题
1．AD 2．BD 3．BC 4．ABC D 5．ACE 6．ACDE 7．CDE 8．ABCDE 9．BE 10．ABCDE 11．ABC 12．ABC （四）填空题
1．线性、凸型、凹型。低，高，凸型、凹型。 2．理想，对称峰， 3．分配过程。 4．吸附过程。
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5．分配过程。 6．固定相，流动相。 7．水。 8．硅胶。 9．吸附色谱法。 10．分配色谱法。 11．水。 12．硅油。 13．硅胶。 （五）名词解释 略
（六）简答题
1．答：一般有三点：（1）固定相所产生的影响：不同厂家不同批号的固定相的有效表面积及各向异性上的差别是相当大的，因此要求在某一实验中应采用同一厂家同一批号的产品，对吸附剂而言，还需要注意颗粒大小、粒度范围、薄层厚度、减活情况等，它们通过分配系数不同而影响Rf值。（2）流动相的影响：采用单元溶剂系统可将流动相当影响降至最低程度。（3）介质的影响：包括实验室及展开箱内的温度、湿度、展开箱饱和与否、展开箱的形状大小等。其它如展开距离的长短，点样量的多少，测量误差等都会影响Rf值的重现性。
2．答：酸性物质一般用酸性或中性吸附剂较好，如硅胶、酸性或中性氧化铝。碱性物质一般用碱性氧化铝。（2）极性大的物质选用活性小（吸附能力弱）的吸附剂。极性小的物质选用活性大（吸附能力强）的吸附剂。（3）极性大的物质选极性强的展开剂，极性小的物质选极性弱的展开剂。
3．答：（1）选择 ① 选板 ②固定相（吸附剂） ③流动相 ④显色剂 （2）制板 ① 吸附剂的涂布 ②板的活化 （3）点样 ① 圆点式 ②区带式 （4）展开 ① 展开箱 ②展开剂
（5）定位和显色 ① 荧光定位 ②显色剂显色
（6）定性定量 ① 用Rf值定性 ②比色法或薄层扫描法定量
4．答：固定液选择的基本原则是：分离非极性组分，一般选用非极性固定液。分离极性组分，选用极性固定液。分离非极性和极性的或被极化的混合物，一般选用极性固定液。
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对于能形成氢键的组分，如醇、胺和水等的分离，一般选用极性的或氢键型的固定液。对于复杂的难分离的组分，采用特殊的固定液或两种或两种以上的固定液，配成混合固定液。
5.
比较项目 固定相 流动相 出峰顺序
保留值与流动相极性的关系
适于分离的物质
正相色谱法（NP）
强极性 弱—中等极性 极性弱的组分先出峰
随流动相极性增大保留值减小
反相色谱法（RP）
非极性 中等—强极性 极性强的组分先出峰
随流动相极性增大保留值增大
极性物质
弱极性物质
第十九章 气相色谱法
一、 内容提要
气相色谱是以气体作流动相的色谱分析法，分离机理是基于物质在流动气相和固定相两相间的分配不同而导致分离。
气相色谱仪分气路系统，进样系统、分离系统、检测系统、温度控制系统、数据记录及处理系统等六个系统。按响应特征，气相色谱法中检测器可分为浓度型和质量型两种；按检测物质，气相色谱法中检测器可分为通用型和选择型两种。
气相色谱条件的选择包括以下几个方面：
1．色谱柱的选择，主要是选择固定相和柱长。按相似性原则和主要差别选择固定相。柱温不能超过最高使用温度。固定液选择的总原则：相似相溶原则。
2．柱温选择的基本原则是：在使最难分离的组分有符合要求的分离度的前提下，尽可能采用低柱温，但以保留时间适宜及不拖尾为度。
3．载气的选择：载气采用低线速时宜用氮气（Dg小）；高线速时宜用氢气（粘度小）。 4．其他条件的选择
（1）气化室温度：一般不要超过沸点50℃以上。
（2）检测室温度：一般可高于柱温30~50℃左右，或等于气化室温度。
（3）进样量：气体样品以0.1~1ml为宜，液体样品进样量应小于4μl（TCD）或小于1μl（FID）。
气相色谱法定性分析方法主要有下面四种：（1）根据保留值定性，（2）应用化学反应或
37
物理吸附定性，（3）利用选择性检测器定性，（4）通过与其它检测器联用。
气相色谱法定量分析方法主要有下面三种：（1）归一化，（2）内标法，（3）外标法。
二、习题
（一）判断题
（ ）1． 气相色谱中，组分流出色谱柱的顺序取决于分配系数，分配系数大的先流出柱外。
（ ）2．柱温选择的基本原则是在最难分离组分有较好的分离度前提下，尽可能采用低柱温。
（ ）3．红色硅藻土担体，常用于分离非极性和弱极性物质。
（ ）4．苯和环己烷都是弱极性组分，所以二者的气相分离应选择非极性固定液。 （ ）5．对称因子在0.95～1.05之间的称为对称峰。 （二）单选题
1．下列说法中错误的是（ ）
A．气相色谱主要是用来分离沸点低、热稳定性好的物质 B．气相色谱法的优点是高选择性、高灵敏度和高分离效率 C．气相色谱适于分析有机物、大多数无机物及生物制品 D．气相色谱的操作形式是柱色谱
E．气相色谱既能对混合物进行分离，又可对分离后的组分进行定性和定量
2．现有五个组分a、b、c、d和e，在气液色谱柱上分配系数分别为480、360、490、496和473，最先流出色谱柱的是（ ）
A．a B．b C．c D．d E．e 3．对苯和环己烷的分离，固定液应首选（ ）
A．HP-1 B．HP-5 C．聚乙二醇－400 D．角鲨烷E E．阿皮松 4．下列关于电子捕获检测器的叙述，正确的是（ ）
A．由收集极和极化极及β放射源构成 B．对烷烃没有响应 C．色谱峰理论上是倒峰 D．基流由β粒子构成 E．线性范围宽 5．下列关于氢火焰离子化检测器的叙述，正确的是（ ）
A．属质量型检测器 B．是通用型检测器 C．线性范围窄 D．检测时样品不被破坏 E．N2:H2=1:10时，灵敏度较高
6．在气相色谱法定量分析中，如果采用氢火焰离子化检测器，测定相对校正因子，应选用下列哪种物质为基准？（ ）
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A．苯 B．环己烷 C．正庚烷 D．乙醇 E．丙酮
7．在气相色谱法定量分析中，如果采用热导池为检测器，测定相对校正因子，应选用下列哪种物质为基准？（ ）
A．苯 B．环己烷 C．正庚烷 D．乙醇 E．丙酮 8．分析宽沸程多组分混合物，应采用哪种气相色谱法？（ ）
A．气固色谱法 B．气液色谱法 C．程序升温气相色谱法 D．毛细管气相色谱法 E．裂解气相色谱法 9．影响气相色谱柱分离度最大的是（ ）
A．载气种类 B．载气流速 C．色谱柱柱长 D．色谱柱柱温 E．填充物粒度大小
10．使用热导检测器时，为了提高检测器的灵敏度，常用的载气是（ ） A．氮气 B．氢气 C．氦气 D．氩气 E．氨气 （三）多选题
1．利用标准曲线法进行定量分析有什么优点？（ ）
A．操作条件不要求稳定 B．上样量不必准确 C．计算方便 D．可不用校正因子 E．操作简单 2．气相色谱的优点是（ ）
A．高选择性 B．高灵敏度 C．高分离效率
D．适用于挥发性很小的物质的分离 E．适用于大分子量化合物的分离 3．气相色谱常用的载气有（ ）
A．N2 B．Ar C．O2 D．He E．H2 4．在色谱分析中，对担体的要求是（ ）
A．表面应是化学惰性的 B．多孔性 C．热稳定性好 D．粒度均匀而细小 E．对样品吸附性强 5．气液色谱中，固定液按极性分类可分为（ ）
A．非极性 B．中等极性 C．强极性 D．氢键型 E．弱极性 6．气相色谱中常见的浓度型检测器是（ ）
A．FID B．FPD C．ECD D．TCD E．UVD 7．下列关于气相色谱定量中常用的内标法的叙述正确的是（ ） A．内标物可以是样品中所含有的某一组分 B．内标物保留时间与待测组分的保留时间应相近
C．内标物的取样量不一定要准确 D．内标物应是纯物质
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E．内标物与待测组分应达到基线分离 （四）填空题
1．气相色谱是以 为流动相，流动相又称 。气相色谱的操作形式是 色谱 。分离机理是基于物质在 和 两相间的不同而达到分离。
2．气相色谱的优点是 、 和 。与其它各种分析方法相比，突出的优点在于既能 又可以 。
3．气相色谱对于分离 物质效果较好，不适于 、 和 的分析。
4．气相色谱仪可分为 、 、 、 、 和 等六个系统。
5．气—固填充柱中，固定相可分为 、 和 三类。
6．检测器是 和 载气中 变化的一种装置，将流出色谱柱载气中 的变化转变成 ，由记录器记录。
7．固定液的选择，一般认为可以基于 原则。
8．用极性固定液分离极性组分时，分子间的作用力主要是 。 9．用非极性固定液分离非极性组分时，分子间的主要作用力是 。 （五）名词解释 1．校正因子 （六）简答题
1．气相色谱中，对固定液的要求是什么？ 2．氢火焰检测器的基本结构和基本原理是什么？ （七）计算题
1．精密称取0.4268g CH3OH为内标物，测冰醋酸的含水量。称取样品冰醋酸42.68g，测得H2O面积为2236578，甲醇面积2982634，试以内标法计算冰醋酸中的含水量。（重量%）（CH3OH的f为1.00，H2O的f为20.0）
三、答案
（一）判断题
1．× 2．√ 3． √ 4. × 5. √ （二）单选题
1．C 2．B 3．C 4．C 5．A 6．C 7．A 8．C 9．D 10．B
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（三）多选题
1．CDE 2．ABC 3．ABDE 4．ABCD 5．ABCDE 6．CD 7．BDE （四）填空题
1．气体、载气、柱，流动相、固定相。
2．高选择性、高灵敏度、高分离效率。对混合物进行分离、对分离后的组分进行定性和定量。
3．挥发性，某些离子化合物、大多数无机物、某些生物制品。
4．气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温度控制系统、数据处理系统。 5．聚合物 、吸附剂、化学键合相。
6．指示、测量、被分离组分的量、被分离组分量、可检测的电信号。 7．相似性。 8．静电力。 9．色散力。 （五）名词解释 1．校正因子 （六）简答题
1．答：对固定液的要求是：（1）在操作温度下蒸气压低，热稳定性好，与被分析物质或载气不产生不可逆反应。（2）在操作温度下呈液态，粘度越低越好。（3）能牢固地附着在担体上，并形成均匀和结构稳定的薄层。（4）被分离的物质必须在其中有一定的溶解度。（5）对沸点相近而类型不同的物质有分离能力即对被分离的物质具有选择性。
2．答：氢火焰检测器是由收集极（阳极）和极化环（阴极）及点火线圈组成，它利用有机物在氢焰的作用下，化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。
氢火焰检测器的原理是基于有机化合物进入氢火焰，在燃烧过程中直接或间接产生离子。检测器的收集极与极化环间加有电压，使离子在收集极与极化环间作定向流动而形成离子流。离子流强度与进入检测器中组分的量及分子中的含碳量有关，因此在组分一定时，测定电流（离子流）强度可以对物质进行定量。再经放大器放大后由记录器记录电压随时间的变化，而得到色谱曲线。
（七）计算题
1． 解：已知fs＝1.00 fi＝20.00 s－内标 i－样品 As＝14.40×0.239＝3.44cm2 Ai＝16.30×0.159＝2.59cm2
fs'?1 fi'?20.0
41
Aifi?WsAsfs? ?WAfW2.59?20?0.4896Ci%＝i?100％＝iis?100％＝?100％＝14.13％WAsfs?W3.44?1?52.16根据 Wi＝
第二十章 高效液相色谱法
一、内容提要
高效液相色谱法（HPLC）是一种高压、高效、高速、高灵敏度的色谱分析方法。HPLC仪由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录数据处理系统构成。根据不同的分离对象常选择不同的固定相和流动相：常用的固定相为化学键合固定相，流动相通常用恒流或梯度洗脱方式洗脱组成。
目前使用的检测器按其性质可分为两大类：一类是溶质性检测器或称选择性检测器。它是测量被分离的单一组分浓度的物理化学、物理和化学特性（洗脱液不显示这些特性）的检测器，如紫外、荧光、电化学、密度天平、同位素及质谱检测器等；另一类是总体性检测器或称通用型检测器，其定量方法同气相色谱法，是测量试样和洗脱液总的物理量的检测器，如示差折光、介电常数等检测器。
二、习题
（一）判断题
（ ）1．高效液相色谱中的流动相是分析成败的关键，它直接关系到柱效和分离度。 （ ）2．对于能迅速溶于水的试样的分离，合适的高效液相色谱类型为反相液－液色谱。
（ ）3．在高效液相色谱中，采用梯度洗脱可提高色谱的分离度。 （二）单选题
1．高效液相色谱与经典液相色谱的主要区别在于（ ） A．高温 B．高效 C．柱短 D．上样量少 E．流动相 2．高效液相色谱与气相色谱仪比较，增加了（ ）
A．恒温器 B．高压泵 C．程序升温 D．检测器 E．自动进样器 3．在高效液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计（ ） A．涡流扩散项 B．流动相的传质阻力项 C．固定相的传质阻力项 D．分子纵向扩散项 E．以上均非
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4．下列固定相，能用于高效液相色谱的是（ ）
A．硅藻土 B．氟担体 C．全多孔无定形 D．玻璃微球 E．硅石微球 5．利用高效液相色谱法对试样进行分离时，首先要选择的是（ ）
A．流速 B．柱温 C．柱压 D．固定相 E．检测器 6．在高效液相色谱中，梯度洗脱适用于分离（ ）
A．几何异构体 B．极性化合物 C．分子量相差大的混合物 D．分配比变化范围宽的复杂试样 E．挥发性组分 7．RP—HPLC法最常用的流动相体系是（ ）
A．CH3CH2OH—H2O B．CH3OH—H2O C．CH3COCH3—H2O D．CH3COOC2H5—H2O E．CHCl3—(CH3CH2)2O （三）多选题
1．在高效液相色谱中，二个溶质的分离度与下列哪些因素有关（ ） A．增加柱长 B．改用更灵敏的检测器 C．更换固定相 D．更换流动相 E．改变流速
2. 常用的HPLC法中色谱柱的规格是（ ）
A 10cm B 15cm C 25cm D 35cm E 45cm 3．高效液相色谱的特点是（ ）
A 高速化 B 高效化 C 高压化 D 高进样量 E 高灵敏度 4．高效液相色谱仪的主要组成系统是（ ）
A．高压输液系统 B．进样系统 C．分离系统 D．检测系统 E．数据处理系统 5．高效液相色谱法对流动相的要求是（ ）
A．应与固定相有一定的互溶度 B．其性能应与所用检测器相匹配 C．对样品有足够的溶解能力 D．应尽量选用低毒高粘度的溶剂，如乙醇 E．应尽量选用高沸点的溶剂以防止操作过程中溶剂挥发 6．HPLC法中常用的检测器有（ ）
A．UVD B．DAD C．FID D．ELSD E．TCD 7．下列关于HPLC仪中高压进样阀的叙述，正确的是（ ）
A．进样量准确 B．重复性好 C．可带压进样 D．死体积小 E．使用方便 8．化学键合相的优点是（ ）
A．使用过程不流失 B．化学性能稳定 C．热稳定性好 D．载样量大 E．适于作梯度洗脱
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（四）填空题
1．高效液相色谱法的分类，按固定相的聚集状态可分为 及 两大类，按分离机制可分为 、 、 、 四种类型。
2．高效液相色谱中的反相键合相色谱是一种流动相极性 固定相极性的分配色谱方法，流动相的极性可在较大范围内调整，用于分离 、 及 的各种化合物。
（五）名词解释 1．化学键合相 （六）简答题
1．高效液相色谱有哪些特点？ 2．化学键合固定相有哪些优点?
3．高效液相色谱对流动相的要求是什么？ 4．高效液相色谱仪的系统组成操作注意事项？ 5．全面比较高效液相色谱法和经典液相色谱法。 6．全面比较高效液相色谱法和气相色谱法。 （七）计算题
用高效液相色谱法测定葛根素注射液中葛根素的含量。供试品溶液制备方法如下：已知对照品的浓度为0.05372mg/ml，进样10?l，色谱峰面积为2346785精密量取待测葛根素注射液0.5ml至10ml容量瓶中，加NaOH至刻度，即得供试品溶液。在相同色谱条件下供试品进样10?l，色谱峰面积为2543272。已知葛根素的标示量是1.2mg/ml，其标示量的合格范围为95％～105％，试判断样品是否合格。
三、答案
（一）判断题
1． × 2．√ 3．× （二）单选题
1．B 2．B 3．D 4．C 5．D 6．D 7．B （三）多选题
1．ACDE 2．ABC 3. ABCE 4. ABCDE 5.BC 6.ABD 7．ABCE 8．ABCDE （四）填空题
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（五）名词解释 1．化学键合相 （六）简答题
1．答：高效液相色谱法的特点是适用范围广、分离效率高、速度快、流动相可选择范围宽，灵敏度高，色谱柱可反复使用，流出组分容易收集，安全等特点。
2．答：化学键合固定相克服了固定相易流失的缺点，并且遇强酸不分解，在各种溶剂中稳定性好，使用寿命长，可选用的流动相范围广，对热稳定，键合在担体表面上的有机基团可根据试样的类型而改变，从而提高分离选择性。
3．答：在HPLC中，对流动相的要求是：（1）与固定相不互溶。（2）不与固定相发生化学反应。（3）对样品要有适当的溶解度。（4）必须与检测器相适应。（5）溶剂的粘度要小。
4．答：高效液相色谱仪主要由六大系统组成，即（1）高压输液系统（2）进样系统（3）分离系统（4）检测系统（5）温控系统（6）记录或数据处理系统构成。
5．HPLC与LC的比较 相同点 2．分离机理上 1．理论上 LC HPLC 均可用塔板理论解释 均有吸附，分配，离子交换，凝胶四种分离机理 全多孔无定形颗粒，30-200目，不均表面多孔形或全多孔微粒型，m，2500-2000目，均匀，耐高1．固定相颗粒 匀，不耐高压，在一定压力下会破碎，5-10会造成柱效降低 压 2．操作压力 不同点 4．样品用量 5．分析时间 6．装置 3．柱效（n/米） 常压1kg/cm2或低压4-5 kg/cm2 2-50 1-10g 1-24小时甚至几个月 间断，非仪器化 40-200 kg/cm2或500-4000psi 103-104 10-5-10-4g如1000ng，5-2010-60min 连续，仪器自动化，RSD≤3.0% 10-25cm，短，可重复使用（毛细管除l 7．柱长 0.5-2米，粗，用一次 外） 6．HPLC与GC的比较 相同
1．柱效 2．灵敏度 GC 均具有较高的柱效 均具有较高的灵敏度 45
HPLC 点 3．分析速度 1．流动相 2．流动相产生 3．与组分关系 均具有较快的分析速度 气体，可压缩，扩散系数大，粘度小 液体，不可压缩，扩散系数小，粘度大 高压钢瓶 惰性气体 20-30%气体和低沸点的化合物，易挥高压输液泵 液体，与组分有作用力 70-80%有机，无机物，只要能配成溶液 压力表 不同4．分析对象 发，热稳定 5．压力测试 压力传感器 点 6．进样位置 柱上直接进样（柱口，分流/不分流），进样阀，t0大 t0小 7．柱形 8．柱长 U形，随意，螺旋形 ＞1m，2-100m 直形 10-30cm
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