仪器分析:第十九章 质谱法
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第十五章思考题1.色谱法具有同时能进行分离和分析的特点而区别于其它方法,特别对复杂样品和多组份混合物的分离,色谱法的优势更为明显。
2.按固定相外形不同色谱法是如何分类的?是按色谱柱分类:①平面色谱法:薄层色谱法、纸色谱法②柱色谱法:填充柱法、毛细管柱色谱法3.什么是气相色谱法和液相色谱法?气体为流动相的色谱称为气相色谱。
液体为流动相的色谱称为液相色谱。
4.保留时间(tr)、死时间(t0)及调整保留时间(t’r)的关系是怎样的?t’r = tr - t05.从色谱流出曲线可以得到哪些信息?①根据色谱峰的个数可以判断样品中所含组分的最少个数;②根据色谱峰的保留值可以进行定性分析;③根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析;④色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据;⑤色谱峰两峰间的距离是评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据。
6.分配系数在色谱分析中的意义是什么?①K值大的组分,在柱内移动的速度慢,滞留在固定相中的时间长,后流出柱子;②分配系数是色谱分离的依据;③柱温是影响分配系数的一个重要参数。
7.什么是选择因子?它表征的意义是什么?是A,B两组分的调整保留时间的比值α= t’r(B)/t’r(A)>1意义:表示两组分在给定柱子上的选择性,值越大说明柱子的选择性越好。
8.什么是分配比(即容量因子)?它表征的意义是什么?是指在一定温度和压力下,组分在两相分配达到平衡时,分配在固定相和流动相的质量比。
K=ms/mm意义:是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数;9. 理论塔板数是衡量柱效的指标,色谱柱的柱效随理论塔板数的增加而增加,随板高的增大而减小。
10.板高(理论塔板高度H/cm)、柱效(理论塔板数n)及柱长(L/cm)三者的关系(公式)?H=L / n11.利用色谱图如何计算理论塔板数和有效理论塔板数(公式)?12.同一色谱柱对不同物质的柱效能是否一样?同一色谱柱对不同物质的柱效能是不一样的13.塔板理论对色谱理论的主要贡献是怎样的?(1)塔板理论推导出的计算柱效率的公式用来评价色谱柱是成功的;(2)塔板理论指出理论塔板高度H 对色谱峰区域宽度的影响有重要意义。
第十九章 气相色谱法习题 P511~P5121.实验条件 柱温:80℃;气化室与氢焰检测室温度:120℃;载气:N 2,30~40mL/min ;H 2:N 2=1:1;H 2:空气=1/5~1/10;样品:0.05%(体积分数)苯的二硫化碳溶液(浓度需准确配制);进样量:0.5μL ,进样3次。
已知苯的密度为0.88mg/μL 。
数据:噪声N=±0.01mV ;峰高平均值10.10cm ;半峰宽平均值0.202cm ;记录器灵敏度C 1=0.40mV/cm ;记录纸倒数C 2=0.50min/cm ;衰减K=16(所测峰高为真实高的1/16)。
求检测器的灵敏度S m 及检测限D m 。
解:)/(6021g s mV WC C A S m ⋅⋅⋅⋅= 其中:记录器灵敏度C 1=0.40mV/cm ;记录纸倒数C 2=0.50min/cm22/176.34202.01610.10065.1065.1cm W K h A =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= g g W 732102.21088.05.01005.0---⨯=⨯⨯⨯⨯=g s mV S m /1090.1102.26050.040.076.3497⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=- s g gs mV mV s g S N D m m /1005.1/1090.101.02)/(2119-⨯=⋅⨯⨯==2. 在一根甲苯硅橡胶(OV-1)色谱柱上,柱温120℃。
测得一些纯物质的保留时间(s ):甲烷4.9、正己烷84.9、正庚烷145.0、正辛烷250.3、正壬烷436.9、苯128.8、3-正己酮230.5、正丁酸乙酯248.9、正己醇413.2及某正构饱和烷烃50.6。
(1)求出这些化合物的保留指数。
说明应如何正确选择正构烷烃物质对,以减小计算误差;(2)解释上述5个六碳化合物的保留指数为何不同;(3)未知正构饱和烷烃是什么物质? 解:(1)∵t R (甲烷)=t 0=4.9 s,∴ t ’R (正己烷)= 84.9 – 4.9 = 80.0 s, t ’R (正庚烷)=145.0 – 4.9 = 140.1 st ’R (正辛烷)=250.3 – 4.9 = 245.4 s, t ’R (正壬烷)=436.9 – 4.9 = 432.0 st ’R (苯)=128.8 – 4.9 = 123.9 s, t ’R (3-正己酮)=230.5 – 4.9 = 225.6 st ’R (正丁酸乙酯)=248.9 – 4.9 = 244.0 s, t ’R (正己醇)=413.2 – 4.9 = 408.3 st ’R (正构烷烃)=50.6 – 4.9 = 45.7 s∵ I x = 100[z + n ˙(㏒t ’R (x )-㏒t ’R (z ))/(㏒t ’R (z+n )-㏒t ’R (z ))]∴ I 苯= 100[6 + 1˙(㏒123.9-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=678.1I 3-正己酮=100[7 +1˙(㏒225.6- ㏒140.1)/(㏒245.4-㏒140.1)]=785.0, I 正丁酸乙酯=100[7 +1˙(㏒244.0-㏒140.1)/(㏒245.4- ㏒140.1)]=799.0, I 正己醇=100[8 +1˙(㏒408.3-㏒245.4)/(㏒432.0-㏒245.4)]=890.1, I 未知物=100[6 +1˙(㏒45.7-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=500.1在选择正构烷烃物质对时,应使待测物质的t ’R 位于两个正构烷烃物质之间。
仪器分析——质谱法质谱法是将被测物质离子化,按离子的质荷比分离,测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。
质量是物质的固有特征之一,不同的物质有不同的质量谱——质谱,利用这一性质,可以进行定性分析(包括分子质量和相关结构信息);谱峰强度也与它代表的化合物含量有关,可以用于定量分析。
质谱仪一般由四部分组成:进样系统——按电离方式的需要,将样品送入离子源的适当部位;离子源——用来使样品分子电离生成离子,并使生成的离子会聚成有一定能量和几何形状的离子束;质量分析器——利用电磁场(包括磁场、磁场和电场的组合、高频电场、和高频脉冲电场等)的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置,时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离;检测器——用来接受、检测和记录被分离后的离子信号。
一般情况下,进样系统将待测物在不破坏系统真空的情况下导入离子源(10-6~10-8mmHg),离子化后由质量分析器分离再检测;计算机系统对仪器进行控制、采集和处理数据,并可将质谱图与数据库中的谱图进行比较。
一、进样系统和接口技术将样品导入质谱仪可分为直接进样和通过接口两种方式实现。
1.直接进样在室温和常压下,气态或液态样品可通过一个可调喷口装置以中性流的形式导入离子源。
吸附在固体上或溶解在液体中的挥发性物质可通过顶空分析器进行富集,利用吸附柱捕集,再采用程序升温的方式使之解吸,经毛细管导入质谱仪。
对于固体样品,常用进样杆直接导入。
将样品置于进样杆顶部的小坩埚中,通过在离子源附近的真空环境中加热的方式导入样品,或者可通过在离子化室中将样品从一可迅速加热的金属丝上解吸或者使用激光辅助解吸的方式进行。
这种方法可与电子轰击电离、化学电离以及场电离结合,适用于热稳定性差或者难挥发物的分析。
目前质谱进样系统发展较快的是多种液相色谱/质谱联用的接口技术,用以将色谱流出物导入质谱,经离子化后供质谱分析。
主要技术包括各种喷雾技术(电喷雾,热喷雾和离子喷雾);传送装置(粒子束)和粒子诱导解吸(快原子轰击)等。