第十九章 气相谱法
思考题和习题
1．名词解释：噪音 检测限 死体积 分离度 程序升温 保留温度 分流进样 分流比 线性分流 相对重量校正因子 麦氏常数 2．说出下列缩写的中文名称：TCD FID ECD TID FPD WCOT柱 PLOT柱 SCOT柱 FSOT柱
3．简述范氏方程在气相谱中的表达式以及在分离条件选择中的应用。 A=2dp
B = 2D
柱子的填充均匀度、载体的粒度、载气的种类及流速、固定液液膜厚度以及柱温等因素对柱效产生直接影响。有些因素影响方向相反，应全面综合考虑。
（1）选择流动相最佳流速。
（2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N2，dingxAr），而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H2，He），同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。 （3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。 （4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。水泥厂脱硝
（5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）
（6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1~5uL,气体试样0.1~10mL.
（7）气化温度：气化温度要高于柱温30-70℃。
4．某谱柱理论塔板数很大，是否任何两种难分离的组分一定能在该柱上分离？为什么？
柱效不能表示被分离组分实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该谱柱的塔板数多大，都无法分离。
5．气相谱仪主要包括哪几部分？简述各部分的作用。
载气系统．进样系统、谱柱系统、温控系统以及检测和记录系统．
载气系统的作用是获得纯净、流速稳定的载气。
进样系统作用是将液体或固体试样，在进入谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到谱柱中。
谱柱系统是谱分析的心脏，组分分离的场所。
温控系统控制气化室、柱箱和检测器的温度
检测和记录系统将各组分的浓度或质量转变成相应的电信号并记录。
6．在气相谱中，如何选择固定液？
解：样品混合物能否在谱上实现分离，主要取决于组分与两相亲和力的差别，及固定液的性质。组分与固定液性质越相近，分子间相互作用力越强。根据此规律：
(1)分离非极性物质一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序先后流出谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。
(2)分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出谱柱，极性大的后流出谱柱。
(3)分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分(或易被极化的组分)后出峰。
(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型的固
定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。
(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。
以上讨论的仅是对固定液的大致的选择原则，应用时有一定的局限性。事实上在谱柱中的作用是较复杂的，因此固定液酌选择应主要靠实践。成人保健药品
7．说明氢焰、热导以及电子捕获检测器各属于哪种类型的检测器，它们的优缺点以及应用范围。
氢焰检测器为质量型检测器，具有灵敏度高、响应快、线性范围宽等优点，是目前最常用的检测器之一，但对在氢焰中不电离的无机化合物不能检测。
热导检测器为浓度型检测器，其特点为对任何气体均可产生响应，通用性好，线性范围宽、价格便宜、应用范围广。但灵敏度较低。
电子捕获检测器为浓度型检测器，具灵敏度高、选择性好的特点。是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器。但对无电负性的物质如烷烃等几乎无响应
8．在气相谱分析中，应如何选择载气流速与柱温？
当u较小时，B/u占主要，选择分子量大的载气如N2，使组分的扩散系数小；
当u较大时，Cu占主要，选择分子量小的载气H2，减小传质阻力项Cu。
高沸点混合物分析选择柱温可低于沸点汽油机喷雾器100~150℃
低沸点混合物选择低于平均沸点50℃至平均沸点柱温
宽沸程混合物采用程序升温
9．气相谱定量分析的依据是什么？为什么要引入定量校正因子？常用的定量方法有哪几种？各在何种情况下应用？
谱定量分析是基于被测物质的量与其蜂面积的正比关系。但是由于同一检测器对不同的物质具有不同的响应值，所以两个相等量的物质得出的峰面积往往不相等，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量。为了使检测器产生的响应讯号能真实地反映出物质的含量，就要对响应值进行校正，因此引人“定量校正因子”。
常用的定量方法有以下几种
A．外标法: 谱定量分析中较简易的方法。适合于进样量的重现性较好和操作条件较稳定的情况。
B．内标法：当只需测定试样中某几个组份，或试样中所有组份不可能全部出峰时，可采用内标法。
C．归一化法：适合于进样量很少而其体积不易准确测量的液体样品。
10．毛细管柱气相谱有什么特点？毛细管柱为什么比填充柱有更高的柱效？
毛细管柱自加工困难，需购买成品柱，具有分离效能高、柱渗透性好、柱容量小、易实现气质联用，应用范围广等特点。
一般毛细管的比渗透率约为填充柱的100倍, 在同样的柱前压下, 可使用更长的毛细管柱(如100米以上), 而载气的线速可保持不变。这就是毛细管柱高柱效的主要原因。
11．当出现下列三种情况时，Van Deemter曲线是什么形状？（1）Btbase/u=Cu=0；（2）A=Cu=0；（3）A=B/u=0
图中1为A=Cu=0，2为A=B/u=0，3为B/u=Cu=0
12．用气相谱法分离某二元混合物时，当分别改变下列操作条件之一时，推测一下对tR、H、R的影响（忽略检测器、气化室、连接管道等柱外死体积）。（a）流速加倍，（b）柱长加倍，（c）固定液液膜厚度加倍，（d）谱柱柱温增加。
A=2dp B = 2D
（a）流速加倍，tR↓；最佳流速前H↓，R↑，最佳流速后H↑，R↓
（b）柱长加倍，n↑，tR↑，H基本无影响，R↑
（c）固定液液膜厚度加倍，t利路防水接头R↑，H↑，R↑
（d）谱柱柱温增加，tR↓；柱温对H的影响复杂，R↓
13．当谱峰的半峰宽为2mm，保留时间为4.5min，死时间为1min，谱柱长为2m，记录仪纸速为2cm/min，计算谱柱的理论塔板数，塔板高度以及有效理论塔板数，有效塔板高度。
（11200 ，0.18mm；6790，0.29mm）
14．在某谱分析中得到如下数据：保留时间tR=5.0min，死时间t0=1.0min，固定液体积Vs=2.0ml，载气流速F=50ml/min。计算：（1）容量因子；（2）分配系数；（3）死体积；（4）保留体积。
（4.0，100，50ml，250ml）
15．用一根2米长谱柱将两种药物A和B分离，实验结果如下：空气保留时间30秒，A与B的保留时间分别为230秒和250秒，B峰峰宽为25秒。求该谱柱的理论塔板数，两峰的分离度。若将两峰完全分离，柱长至少为多少？（1600，0.80，7m）
16．用一谱柱分离A、B两组分，此柱的理论塔板数为4200，测得A、B的保留时间分别为15.05min及14.82min。（1）求分离度；（2）若分离度为1.0时，理论塔板数为多少？
（0.25，67200）
17．一气相谱柱在Van Deemter方程中A、B、C值各为0.15cm，0.36cm2∙s 1，4.3×10 2s。试计算最小塔板高度及最佳流速。
（0.399cm，2.85cm∙s 1）
18．在2米长的某谱柱上，分析苯与甲苯的混合物，测得死时间为0.20min，甲苯的保留时间为2.10min及半峰宽为0.285cm，记录纸速为2cm/min。己知苯比甲苯先流出谱柱，且苯与甲苯的分离度为1.0。求（1）甲苯与苯的分配系数比；（2）苯的容量因子与保留时间；（3）达到分离度为6σ时，柱长至少为多长？（α=1.15、=8.3、=1.86min、柱长至少为4.5m）
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