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课后习题答案第一章：绪论1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
第三章光学分析法导论1．解释下列名词：（1）原子光谱和分子光谱；（2）原子发射光谱和原子吸收光谱；（3）统计权重和简并度；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光；（8）拉曼光谱。
答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定，一般约在108 s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。
气相色谱习题一.选择题( ) 1.色谱图上一个色谱峰的正确描述是( )A.仅代表一种组分;B.代表所有未分离组分;C.可能代表一种或一种以上组分;D.仅代表检测信号变化( )2.下列保留参数中完全体现色谱柱固定相对组分滞留作用的是( )A.死时间;B.保留时间 ;C.调整保留时间;D.相对保留时间( )3.气-液色谱系统中，待分离组分的 k 值越大，则其保留值：A.越大；B.越小；C.不受影响；D.与载气流量成反比( )4.关于范第姆特方程式，正确的说法是：A.最佳线速这一点，塔板高度最大；B.最佳线速这一点，塔板高度最小；C.塔板高度最小时，线速最小；D.塔板高度最小时，线速最大( )5.根据范第姆特方程式 H=A+B/u+Cu,下列说法正确的是：A.H 越大，则柱效越高，色谱峰越窄，对分离有利；B.固定相颗粒填充越均匀，则柱效越高；C.载气线速越高，柱效越高；D.载气线速越低，柱效越高( )6.在范第姆特方程式中，涡流扩散项主要受下列哪个因素影响A. 载体填充的均匀程度;B. 载气的流速大小;C. 载气的摩尔质量;D. 固定液的液膜厚度( )7.用气相色谱法定量分析试样组分时，要求分离达 98%，分离度至少为：( )8.在气相色谱中，当两组分未能完全分离时，我们说：A.柱效太低；B.柱的选择性差；C.柱的分离度低；D.柱的容量因子大( )9.分离非极性组分和极性组分混合物时，一般选用极性固定液，这是利用极性固定液的:A.氢键作用；B.诱导效应；C.色散作用；D.共轭效应( )10.苯和环已烷的沸点分别是 80.10°C 和 80.81°C，都是非极性分子。
气相色谱分析中，若采用极性固定液，则保留时间关系是：A.苯比环已烷长；B.环已烷比苯长；C.二者相同；D.无法确定( )11.已知苯的沸点为 80.10°C，环已烷的沸点为 80.81°C。
当用邻苯二甲酸二壬酯作固定液分析这二种组分时，环已烷比苯先出峰，其原因是固定液与被测组分间的：A.静电力；B.诱导力；C.色散力；D.氢键力( )12.使用热导池检测器时，一般选用 H 2 或 He 作载气，这是因为它们：A.扩散系数大；B.热导系数大；C.电阻小；D.流量大( )13.氢火焰离子化检测器优于热导检测器的主要原因是：A.装置简单；B.更灵敏；C.可以检出许多有机化合物；D.较短的柱能够完成同样的分离( )14.色谱定量分析中，若 m s ，m i 分别是标准物质和被测物质的进样量，A s ，A i 分别是相应的峰面积，则质量校正因子 f i ’为：A. A s ·m s /A i ·m i ;B. A i ·m i /A i ·m sC. A s ·m i /A i ·m s ;D. A i ·m s /A s ·m i( )15.测定热导池检测器的某物质的相对校正因子，应选用的标准物质是：A.丙酮；B.苯；C.环已烷；D.正庚烷二.填空题1.用气体作流动相，担体支持的液体作固定相，称为_________________色谱，组分间的分离是基于___________________________。
仪器分析课后习题（参考）（部分）第一章绪论1.仪器分析有哪些分析方法？请加以简述。
答：a.光学分析法 b.电化学分析法 c.分离分析法 d.其它分析方法。
光学分析法：分为非光谱法和光谱法。
非光谱法是不涉及物质内部能级跃迁，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化，从而建立起分析方法的一类光学测定法。
光谱法是物质与光相互作用时，物质内部发生的量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度而进行的分析方法。
电化学分析方法：利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。
分离分析方法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和解析能力、迁移速率等方面的差异，先分离，后按顺序进行测定的一类分析方法。
其它仪器分析方法和技术：利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质测定的一类分析方法。
3.仪器分析的联用技术有何显著优点？答：多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到发挥，缺点得到克服，尤其是仪器与现代计算机技术智能融合，实现人机对话，不断开拓了一个又一个的研究领域。
第二章分子分析方法2.为什么分子光谱总是带状光谱？答：因为当分子发生电子能级跃迁时，必须伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而这些振动的能级和转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的，所以是带状光谱。
4.有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型？那些类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出来？答：б→б*、П→б*、n→б*、n→б*、n→П*、П→П*。
其中n→б*、n→П*、П→П*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出。
5.何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应，淡色效应、向红基团、向蓝基团？答：深色团：分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。
助色团：与生色团和饱和烃相连且使吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增强的原子或原子团，如：-OH、-NH2。
长移：某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团，使吸收峰向长波长的移动的现象。
仪器分析色谱分析法概论1、在色谱过程中，组分在固定相中停留的时间为()。
[单选题] *A、t0B、tRC、t’R(正确答案)D、k2、在色谱流出曲线上，相邻两峰间的距离决定于（）。
[单选题] *A、两组分分配系数(正确答案)B、扩散速度C、理论塔板数D、塔板高度3、在以硅胶为固定相的吸附色谱中，下列叙述正确的是（）。
[单选题] *A、组分的极性越强，吸附作用越强(正确答案)B、组分的分子量越大，越有利于吸附C、流动相的极性越强，溶质越容易被固定相所吸附D、二元混合溶剂中正已烷的含量越大，其洗脱能力越强4、Van Deemter方程式主要阐述了（）。
[单选题] *A、色谱流出曲线的形状B、组分在两相间的分配情况C、色谱峰扩张、柱效降低的各种动力学因素(正确答案)D、塔板高度的计算5、在其它实验条件不变的情况下，若柱长增加一倍，则理论塔板数（）。
(忽略柱外死体积) [单选题] *A、不变B、增加一倍(正确答案)C、增加两倍D、为原来的1/2E、为原来的1/46、对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱中的() [单选题] *A、保留值B、扩散速度(正确答案)C、分配比D、理论塔板数7、载体填充的均匀程度主要影响（）。
[单选题] *A、涡流扩散(正确答案)B、分子扩散C、气相传质阻力D、液相传质阻8、某色谱峰，其峰高0.607倍处色谱峰宽度为4mm，半峰宽为（）。
[单选题] *A、4.71mm(正确答案)B、6.66mmC、9.42mmD、3.33mm9、组分在固定相和流动相中的质量为m A、m B(g)，浓度为C A、C B(g/mL)，摩尔数为n A、n B(mol)，固定相和流动相的体积为V A、V B，此组分的容量因子是（）。
*A、mA/mB(正确答案)B、(CA*VA)/(CB*VB)(正确答案)C、nA/nB(正确答案)D、CA/CB10、在柱色谱中，可以用分配系数为零的物质来测定色谱柱中的（）。
第一章 绪 论1． 说明以下名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、周密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方式，这种方式一样需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反映为基础的分析方式。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部份所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方式的线性范围。
（3）灵敏度、周密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的转变引发响应信号值转变的程度，称为方式的灵敏度；周密度是指利用同一方式，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方式在给定的置信水平上能够检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方式对该物质的检出限。
2． 对试样中某一成份进行5次测定，所得测定结果（单位gmL 1）别离为 ，，，，。
（1） 计算测定结果的相对标准误差；（2） 若是试样中该成份的真实含量是0.38 g mL 1，试计算测定结果的相对误差。
解：（1）测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x g mL 1标准误差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑mL g n x x s ni iμ相对标准误差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=x s s r（2）相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
3． 用次甲基蓝二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度B（单位mg L 1）别离为，，，，，的标准溶液，测得吸光度A 别离为，，，，，。
第二章习题答案1.简要说明气相色谱分析的基本原理。
借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。
气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。
组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。
2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统．气相色谱仪具有一个让载气连续运行管路密闭的气路系统．进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中．3.当下列参数改变时:(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少,是否会引起分配系数的改变?为什么?答:固定相改变会引起分配系数的改变,因为分配系数只于组分的性质及固定相与流动相的性质有关.所以（1）柱长缩短不会引起分配系数改变（2）固定相改变会引起分配系数改变（3）流动相流速增加不会引起分配系数改变（4）相比减少不会引起分配系数改变4.当下列参数改变时: (1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大,是否会引起分配比的变化?为什么?答: k=K/β,而β=V M/V S ,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关.故:(1)不变化,(2)增加,(3)不改变,(4)减小5.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.解:提示:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速.P13-24。
（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,Ar)，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。
仪器分析各章习题与答案分析第⼀章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第⼆章⾊谱分析法1．塔板理论的要点与不⾜是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利⽤保留值定性的依据是什么?4．利⽤相对保留值定性有什么优点?5．⾊谱图上的⾊谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?⽤什么样的样品测定? ．7．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分配系数还是扩散速率?为什么?8．某⼀⾊谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很⼤，塔板⾼度H很⼩，但实际上柱效并不⾼，试分析原因。
9．某⼈制备了⼀根填充柱，⽤组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因⽽推断A和B在该柱上⼀定能得到很好的分离，该⼈推断正确吗?简要说明理由。
10．⾊谱分析中常⽤的定量分析⽅法有哪⼏种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中⼏个组分时可选⽤哪种⽅法?11．⽓相⾊谱仪⼀般由哪⼏部分组成?各部件的主要作⽤是什么?12．⽓相⾊谱仪的⽓路结构分为⼏种?双柱双⽓路有何作⽤?13．为什么载⽓需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢⽕焰离⼦化检测器的基本结构和⼯作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常⽤⽓固⾊谱分离永久性⽓体?18．对⽓相⾊谱的载体有哪些要求?19．试⽐较红⾊载体和⽩⾊载体的特点。
20．对⽓相⾊谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性⼤⼩如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液⽤量和载体的种类?26．⽑细管⾊谱柱与填充柱相⽐有何特点?27．为什么⽑细管⾊谱系统要采⽤分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下⾊谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增⼤载⽓流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
第十六章 色谱分析法概论习题答案
2、答：一个组分的色谱峰可用三个参数来描述：
峰高(h)或峰面积(A)：用于定量
峰位(用保留值表示)：用于定性
峰宽(W ，W 1/2或 )： 用于衡量柱效
3、答：(1) 容量因子的物理含义：在一定的温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中的质量(m)之比。
数学表达式：k = m s /m m
(2) 容量因子k 和分配系数K 的关系可用数学式表达为：k = K ˙V s /V m
(3) 容量因子和分配系数不等是分离的前提，因为对于A 、B 两组分，由色谱过程方程式得：
t RA = t 0(1+ K A ˙V s /V m ) ①
t RB = t 0(1+ K B ˙V s /V m ) ②
两式相减，得：t RA - t RB = t 0(K A - K B ) V s /V m = t 0(k A - k B ) 要使两组分分离，则 t RA ≠ t RB 即K A ≠ K B 或者k A ≠ k B 所以，容量因子或分配系数不等是分离的前提。
4、答：相同点：各类色谱的分离原理都是分配系数的不等(或容量因子的不等)并且都可用下面式子表示：
t R = t 0(1+ K ˙V s /V m )
V R = V 0 + KV s
不同点：(1) 上两式中K 、V 在各种色谱中的物理意义不同，如下表： (2) 在各种色谱中使物质分离的物理量不一样。
分配色谱：由于溶解度差别；
吸附色谱：由于吸附能力的差别；
离子交换色谱：由于离子交换能力的差别；
空间排阻色谱：由于分子的线团尺寸的差别；
11、A、B、C12、A、C 13、A
14、A、B、C 15、C、D
16、解：∵V0 = t0 . F c
t0 = V0/ F c = 1.5/0.5 = 3 min
又∵t R = t0(1+ K˙V s/V m)
t RA = 3[1+10(0.5/1.5)] =13 min
t RB = 3[1+15(0.5/1.5)] =18 min
V R = t R. F c , V RA = 13×0.5 = 6.5 mL , V RB = 18×0.5 = 9 mL 18、解：F c=43.75 mL/min, V s=14.1 mL, t R(苯)=1.41 min, t R(甲苯)=2.67 min,
t R(乙苯)=4.18 min, t R(异丙苯)=5.34 min, t0=0.24 min
①V0 = t0 . F c = 0.24×43.75 = 10.5 mL = 10.5 cm3
= t R(苯)– t0 = 1.41 – 0.24 = 1.17 min
②t’R(
苯)
t’R(甲苯) = t R(甲苯)– t0 = 2.67 – 0.24 = 2.43 min
t’R(乙苯) = t R(乙苯)– t0 = 4.18 – 0.24 = 3.94 min
t’R(异丙苯) = t R(异丙苯)– t0 = 5.34 – 0.24 = 5.10 min
③∵k = K˙V s/V m = t’R/t0
∴K = t’R˙V m /t0˙V s
K苯= 1.17˙10.5 /0.24 ˙14.1 = 3.63 ,
K甲苯= 2.43˙10.5 /0.24 ˙14.1 = 7.54
K乙苯= 3.94˙10.5 /0.24 ˙14.1 = 12.2
K异丙苯= 5.10˙10.5 /0.24 ˙14.1 = 15.8
/ t’R(苯) = 2.43/1.17 = 2.08
④α甲苯/苯= t’R(
甲苯)
α乙苯/甲苯= t’R(乙苯)/ t’R(甲苯) = 3.94/2.43 = 1.62
α异丙苯/乙苯= t ’R(异丙苯)/ t ’R(乙苯) = 5.10/ 3.94 = 1.29 20.在一根2.0 m 色谱柱上，用He 为载气，在3种流速下测得结果如表：
甲烷
t R / s
正十八烷 t R / s W /s 18.2
8.0
5.0 2020.0 888.0 558.0 223.0 99.0 68.0
求算：（1）3种流速下的线速度u; （2）3种不同线速度下的n 及H; (3) 计算van Deemter 方程中参数A 、B 、C ；（4）计算H 最小和u 最佳。
解：（1） 0
L u t = 120011.0/18.2cm u cm s =
= 2200250/8.0
cm u cm s == 320040/5.0
cm u cm s == （2）212020.016()1313223.0n =⨯= 22888.016()128799.0
n =⨯= 23558.016()107768.0
n =⨯= 12000.1521313cm H cm == 22000.1551287
cm H cm == 32000.1861077cm H cm == （3）由u 1u 2u 3和H 1H 2H 3可分别建立三个Van Deemter 方程
0.15211.011.0
B A
C =+
+⨯ 0.15525.025.0
B A
C =++⨯ 0.18640.040.0B A C =++⨯ 解方程组得：
A=0.0605cm
B=0.683cm 2/s
C=0.0027s
(4) 0.06050.146H A cm =+=+=最小
15.9/opt u cm s === 21R （甲烷）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 s t ’R （正辛烷）=250.3 – 4.9 = 245.4 s, t ’R （正壬烷）=436.9 – 4.9 = 432.0 s
t’R（苯）=128.8 – 4.9 = 123.9 s, t’R（3-正己酮）=230.5 – 4.9 = 225.6 s t’R（正丁酸乙酯）=248.9 – 4.9 = 244.0 s, t’R（正己醇）=413.2 – 4.9 = 408.3 s t’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)]=678.1 I3-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,
∴未知正构烷烃为正戊烷。
②OV-1为甲基硅氧烷类固定液，属于弱极性固定液。
被分离组分为极性和弱极性物，它们和固定液之间的作用力主要为诱导力，被分离组分的极性越强，诱导力越强，出峰顺序按极性从弱到强出峰。
正戊烷、苯、3-正己酮、正丁酸乙酯和正己醇的极性依次增大，故在OV-1柱上的保留指数也是依次增大的，分别为500.1、678.1、785.0、799.0、890.0
③应使待测物质的t’R位于两个正构烷烃物质之间。
22、t0 = L/F c = 100/0.1 = 1000 s=16.7 min = t m, R’= t0/t R =16.7/40 =0.42 24、解：∵t RA=15.0 min, t RB=25.0 min, t0=2.0 min,
∴t’RA=15.0-2.0=13.0 min, t’RB=25.0-2.0=23.0 min,
γB,A= t’RB /t’RA=23.0/13.0=1.77, γA,B= t’RA /t’RB=13.0/23.0=0.565, k A= t’RA/t0=13.0/2.0=6.5, 组分B在固定相的时间= t’RB =23.0 min。
