仪器分析四大光谱练习题

紫外可见分光光度法填空

1. 紫外吸收光谱的波长范围是。

2. 紫外-可见分光光度计由五个部分组成，即。

3. 紫外可见分光光度计单⾊器中，能起分光作⽤的⾊散元件主要是和。4. 紫外可见分光光度计常见的检测器有、和。

5. 紫外可见分光光度计按光束和波长分，总的可以归纳为三种类型，即、和。

6. 紫外可见分光光度计吸收池的常⽤材料有和。7. 紫外光谱法⽤于定性分析主要是：、和。8. 紫外光谱法单组分定量分析主要采⽤和。9. 紫外可见分光光度计单⾊器⼀般由、、、和等⼏部分组成。

10.紫外吸收光谱是由的跃迁⽽产⽣的。选择题

1. 某些有机化合物引⼊⼀些基团后，会使吸收峰最⼤吸收波长向长波长⽅向移动，这种效应称为红移，下列基团中不会使吸收波长红移的是（）A —Cl；B —NR2；C —CH2；D —SH

2. 分光光度计中，可⽤于紫外分光光度计的光源为下列哪种?A 空⼼阴极灯；B 氘灯；C 钨灯；D 碘钨灯

3. 分光光度计中，可⽤于可见分光光度计的光源为下列哪种?A 空⼼阴极灯；B 氘灯；C 钨灯；D 氢灯

4. 某⾷品⾊素在510nm处摩尔吸收系数为3.8×103cm-1（mol/L），则其在510nm处采⽤1cm⽐⾊⽫时，2×10-4（mol/L）的溶液的吸光度是 ( )A 0.19B 0.38C 0.76 0.51

5. 某⾷品⾊素在510nm处摩尔吸收系数为3.8×103cm-1（mol/L），则其在510nm处采⽤1cm⽐⾊⽫时，2×10-4（mol/L）的溶液的百分透光率是 ( )A 17.4B 38.0C 82.6D 62.0

6. 在400nm处⽤1cm光程⽐⾊⽫测定化合物X溶液的透光率为50%，那么，其吸光度是多少（）A 0.301B 0.500C 1.00D 0.602

7. 在400nm处⽤1cm光程⽐⾊⽫测定化合物X溶液的透光率为50%，如果溶液中发⾊团0.5mmol/L，则化合物X的摩尔吸收系数是（）A 602 cm-1（mol/L）B 301 cm-1（mol/L）C 500 cm-1（mol/L）D 1000 cm-1（mol/L）

8. 钨灯是常⽤可见光区的连续光源，可使⽤的范围在（）A 320-2500nmB 400-780nmC 320-780nmD 400-2500nm

9. 氘灯是常⽤于紫外区的连续光源，可使⽤的范围在（）A 180-375nmB 400-780nmC 320-780nmD 400-2500nm判断题

1. ⽣⾊团是⼀种能使助⾊团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团。2. 定量吸收光谱法的⽬的是测定样品溶液中待测组分的种类。3. 紫外光区，符合要求的⽐⾊池是由⽯英和熔融⽯英制成的。

4. 光谱法中，⼀般情况下，分析⼈员需要选择最佳波长进⾏测定。如果可能，最好选择在待测组分有最⼤吸光度，且吸光度不随波长变化⽽明显改变的波长处测定。5. 吸光度的测定：⾸先⽤0%和100%透光率来校准仪器。6. 紫外可见分光光度法定量时常采⽤透光率⽽不是吸光率。

7. 单⾊器的有效带宽不仅取决于狭缝宽度，还取决于其⾊散元件性质，⾊散元件的作⽤是根据波长来发散光。

8. ⽐尔定律只适⽤于通过样品溶液的光是单⾊光，只有在这样的条件下，其吸收系数才能表⽰待测组分与所有通过样品溶液的光束之间的相互作⽤。9. 红移是指吸收波波长向短波移动。

10.某些有机化合物经取代反应，引⼊含有未共享电⼦对的基团之后，吸收峰的波长将向长波⽅向移动，这种效应应为红移效应。简答题

1.紫外-可见分光光度计对光源的要求是什么，常见的光源有哪些？2.紫外-可见分光光度计对检测器的要求及常见检测器各⾃的优缺点？红外分光光度法习题解答⼀、选择题

1．在红外光谱分析中，⽤KBr制作为试样池，这是因为( C )A KBr 晶体在4000～400cm-1 范围内不会散射红外光B KBr 在4000～400 cm-1 范围内有良好的红外光吸收特性C KBr 在4000～400 cm-1 范围内⽆红外光吸收D 在4000～400 cm-1 范围内，KBr 对红外⽆反射2. ⼀种能作为⾊散型红外光谱仪⾊散元件的材料为( D )A 玻璃B ⽯英C 卤化物晶体D 有机玻璃

3.并不是所有的分⼦振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为( B )A 分⼦既有振动运动，⼜有转动运动，太复杂B 分⼦中有些振动能量是简并的

C 因为分⼦中有C、H、O 以外的原⼦存在D 分⼦某些振动能量相互抵消了

4．在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O 伸缩振动频率出现最⾼者为( A )A ⽓体B 正构烷烃C ⼄醚D ⼄醇

5. ⽔分⼦有⼏个红外谱带，波数最⾼的谱带对应于何种振动? ( C )A 2 个，不对称伸缩B 4 个，弯曲

C 3 个，不对称伸缩D 2 个，对称伸缩

6. 在以下三种分⼦式中C＝C 双键的红外吸收哪⼀种最强? (1) CH3- CH = CH2 (2) CH3- CH = CH - CH3（顺式）(3) CH3- CH = CH - CH3（反式）( A )A （1）最强B (2) 最强C (3) 最强D 强度相同

7. 以下四种⽓体不吸收红外光的是( D )A H2OB CO2C HClD N2

8. 某化合物的相对分⼦质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分⼦式为( B )A 分⼦外层电⼦、振动、转动能级的跃迁B 原⼦外层电⼦、振动、转动能级的跃迁C 分⼦振动-转动能级的跃迁D 分⼦外层电⼦的能级跃迁

9. 试⽐较同⼀周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费⽶共振与⽣成氢键)产⽣的红外吸收峰, 频率最⼩的是( A )A C-HB N-HC O-HD F-H

10. 下列关于分⼦振动的红外活性的叙述中正确的是( C )

A 凡极性分⼦的各种振动都是红外活性的, ⾮极性分⼦的各种振动都不是红外活性的

B 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的

C 分⼦的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动

D 分⼦的偶极矩的⼤⼩在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是

11. Cl2分⼦在红外光谱图上基频吸收峰的数⽬为( A )A 0B 1C 2D 3

12. ⽤红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是 ( C )A 单质B 纯物质C 混合物D 任何试样

13. 红外光谱法, 试样状态可以是 ( D )A ⽓体状态B 固体状态C 固体, 液体状态

D ⽓体, 液体, 固体状态都可以在含羰基的

14. 分⼦中增加羰基的极性会使分⼦中该键的红外吸收带 ( B )A 向⾼波数⽅向移动B 向低波数⽅向移动C 不移动D 稍有振动

15. 红外吸收光谱的产⽣是由于 ( C )

A 分⼦外层电⼦、振动、转动能级的跃迁B 原⼦外层电⼦、振动、转动能级的跃迁C 分⼦振动-转动能级的跃迁D 分⼦外层电⼦的能级跃迁

16. ⾊散型红外分光光度计检测器多⽤ ( C )A 电⼦倍增器B 光电倍增管C ⾼真空热电偶D ⽆线电线圈

17.⼀种能作为⾊散型红外光谱仪⾊散元件的材料为 ( C )A 玻璃B ⽯英C 卤化物晶体D 有机玻璃

18.⼀个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm-1有吸收峰, 下列化合物最可能的是 ( C )A CH3－CHOB CH3－CO-CH3C CH3－CHOH-CH3D CH3－O-CH2-CH3⼆、判断题

1、红外光谱法是利⽤物质对红外电磁辐射的选择性吸收特性来进⾏结构分析、定性和定量分析的⼀种分析⽅法。（√）2、红外光谱在可见光区和微波光区之间，其波长范围约0.78～1000µm。（√）

3、红外光谱是分⼦的振动光谱。（×）

4、只有当红外辐射频率等于振动量⼦数的差值与分⼦振动频率的乘积时，分⼦才能吸收红外辐射，产⽣红外吸收光谱。（√）5、分⼦在振动，转动过程中偶极矩的净变化为零是产⽣红外吸收的⼀个条件。（×）

6、⾯内变形振动分为剪式振动和⾯内摇摆振动。（√）7、⾮线性分⼦的振动⾃由度=3N-5。（×）

8、吸收峰的位置（以波数σ表⽰）与化学键⼒常数K的1/2次⽅成反⽐，⽽与分⼦的折合质量µ的1/2次⽅成正⽐。（×）9、特征吸收峰是指具有⾼强度的能⽤于鉴定基团存在的吸收峰。（√）10、双键的伸缩振动区是指的波数为2000—1500cm-1的范围。（√）三、填空题

1. 在分⼦的红外光谱实验中, 并⾮每⼀种振动都能产⽣⼀种红外吸收带, 常常是实际吸收带⽐预期的要少得多。其原因是(1) 某些振动⽅式不产⽣偶极矩的变化，是⾮红外活性的；（2）由于分⼦的对称性，某些振动⽅式是简并的；（3）某些振动频率⼗分接近，不能被仪器分辨；（4）某些振动吸收能量太⼩，信号很弱，不能被仪器检出2. 化合物的红外光谱图的主要振动吸收带应为:(1)3500～3100 cm-1处, 有 ___N-H伸缩振动吸收峰(2)3000～2700 cm-1处, 有 ___ C-H伸缩__ 振动吸收峰(3)1900～1650 cm-1处, 有 _____ C=O伸缩__振动吸收峰3.在苯的红外吸收光谱图中

(1) 3300～3000cm-1处, 由____Ar-H伸缩_振动引起的吸收峰

(2) 1675～1400cm-1处, 由___ C=C伸缩(苯的⾻架) _振动引起的吸收峰(3) 1000～650cm-1处, 由____ Ar-H弯曲_____振动引起的吸收峰四、简答题

1、红外光谱区是如何划分的？

2

答：产⽣红外吸收的第⼀个条件是：只有当红外辐射频率等于振动量⼦数的差值与分⼦振动频率的乘积时，分⼦才能吸收红外辐射，产⽣红外吸收光谱。即νL ＝△υ×v。产⽣红外吸收的第⼆个条件是：分⼦在振动，转动过程中必须有偶极矩的净变化。即偶极矩的变化△µ≠0。3、分⼦的振动⾃由度是如何计算的？答：⾮线性分⼦的振动⾃由度＝3N-3-3=3N-6线性分⼦的振动⾃由度＝3N-3-2=3N-5例如H2O的振动⾃由度等于3×3－6＝34、影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？

答：（1）诱导效应：若分⼦中存在吸电⼦基团的诱导效应常使吸收峰向⾼波数⽅向移动。

（2）共轭效应：参与共轭的双键⽐普通的双键键长⼤，键⼒常数减⼩，其吸收峰向低波数⽅向移动。（3）氢键效应：氢键的发⽣使分⼦间的化学键⼒常数减⼩，使振动频率向低波数移动。

（4）振动偶合效应：指当两个化学键振动的频率相等或相近并具有⼀个公共原⼦时，由于⼀个键的振动通过公共原⼦使另⼀个键的长度发⽣改变，从⽽形成强烈的相互作⽤，这种相互作⽤的结果使振动频率发⽣变化，⼀个向⾼频移动⼀个向低频移动。

（5）空间效应：包括环状化合物的张⼒效应和空间位阻效应。对于环外双键，随着环张⼒的增⼤，其振动频率增⾼。⽽环内双键的振动频率随环张⼒的增加⽽降低。（6）外部因素：试样的状态、溶剂的极性和测定条件都会引起基频峰的位移。5、红外光谱中官能团是如何进⾏分区的？答：（1）、X-H伸缩振动区（4000—2500 cm-1）（2）、三键和累积双键伸缩振动区（2500—2000cm-1）（3）、双键的伸缩振动区（2000—1500cm-1）（4）、C-H的变形振动区（1500—1300cm-1）6、红外光谱仪的校正包括那些⽅⾯？答：主要包括：

（1）、波数校正：根据标准峰的位置进⾏校正

（2）、⼊射光强的校正：在光路中不放吸收池，以相同的狭缝、噪声⽔平和记录时间扫描全区，⼊射光强的轨迹应该是平坦的，吸光值的波动范围应该很⼩。

（3）、吸收池空⽩校正：⽬的是为了消除样品池和空⽩池厚度不同⽽带来的误差。⽅法是在光路中放⼊盛有纯溶剂的吸收池，在相同条件下进⾏扫描时，除了出现溶剂本⾝固有的强吸收峰外应该不出现其它吸收峰。五、图谱解析

1、有⼀化合物，已知其分⼦式为C3H4O，其红外光谱图如下，请分析出其可能的结构式。答：（1）计算其不饱和度：(3?2+2-4)÷2=2 可能为烯，炔及含有羰基的化合物（2）3300 cm-1 处宽带，羟基

结合1040 cm-1 处的吸收，可推测含有O-H,由此可排除含有羰基的可能性

（3）2110 cm-1 处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收结合化合物的分⼦式可知此化合物为2-丙炔醇

2．某化合物在30-1740cm-1区间，IR光谱如下图所⽰．该化合物应是氯苯(I),苯(II), 或4－叔丁基甲苯中的哪⼀个？说明理由．

解：应为III, 因为IR中在1740-2000cm-1之间存在⼀个双峰，强度较弱，为对位双取代苯的特征谱带，⽽在2500-30cm-1之间的两个中强峰，则为CH3-对称与不对称伸缩振动的特征谱带．

原⼦吸收分光光度法习题解答⼀选择题

1．对原⼦吸收光谱分光光度作出重⼤贡献，解决了测量原⼦吸收的困难，建⽴了原⼦吸收光谱的科学家是：（ C ）

A：R．B unren（本⽣）B：w．H．Wollarten(伍朗斯顿)C：A．Walsh D：G．Ｋirchhoff(克希荷夫)

2．原⼦吸收分光光度法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线的光，通过样品的蒸⽓时，被蒸⽓中⽣待测元素的下列哪种粒⼦吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度，求出样品中待测元素的含量。（ D ）

A：原⼦ B：激发态原⼦ C：离⼦ D：基态原⼦3．吸收线的轮廓，⽤以下哪些参数来表征？（ D ）A：波长 B：特征频率 C：谱线宽度 D：谱线半宽度

4．关于多谱勒变宽的影响因素；以下哪些说法是正确的？（ A ）A：随⽓体温度升⾼⽽增⼤ B：随⽓体温度升⾼⽽减⼩

C：随发光原⼦的摩尔质量增⼤⽽减⼩ D：与发光原⼦的摩尔质量⼤⼩⽆关5．在下列诸变宽的因素中，影响最⼤的是：（ C ）A：⾃然变宽 B：多普勒变宽C：劳伦茨变宽 D：赫尔马克变宽

6．原⼦吸收分析中光源的作⽤是：（ C ）

A：提供试燕蒸发和激发所需的能量 B：在⼴泛的光谱区域内发射连续光谱 C：发射待测元素基态原⼦所吸收的特征共振光谱 D：产⽣紫外线⼆、填空题：

1、原⼦吸收分析中，常见的背景校正的⽅法有__氘灯校正____和塞曼效应校正。2、有下列四种变宽

A：多谱勒变宽 B：劳伦茨变宽 C：赫尔茨马克变宽 D：塞曼变宽（1）由于原⼦⽆规则的热运动所引起的变宽是_____A_____。

（2）由于吸光原⼦与其它⽓体分⼦或原⼦间的碰撞所引起的变宽是_______B_______。（3）由于吸光原⼦之间的碰撞，所引起的变宽是_____C________。（4）由于外部磁场所引起的变宽是_______D__________。

3、原⼦吸收分光光度计中，原⼦化器的作⽤是：将试样中的待测元素转化为基态原⼦，以便对光源发射的特征光进⾏吸收。4、⽕焰原⼦化器常⽤的是预混合型，它是由雾化器，雾化室和燃烧器三部分组成.5、⽕焰的作⽤是使待测物质分解为⾃由的⽓态基态原⼦。6、分光系统的分辨率能⼒决于⾊散元件的⾊散率和狭缝宽度。

7、原⼦吸收光谱法的主要⼲扰有物理⼲扰、化学⼲扰、电离⼲扰、光谱⼲扰等。三、判断题：

1、选择灯电流时，应在保持稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选⽤较低的⼯作电流。（√）2、易⽣成难离解氧化物的元素，⽤贫燃⽕焰。（×）

3、灵敏度S的定义是指在⼀定浓度时，测定值（吸光值）的增量（△A）与相应待测元素浓度或质量的增量（△C或△m）的⽐值。（√）4、特征浓度定义为能产⽣10%吸收（即吸光度值为0.0044）信号时所对应的被测元素的浓度。（×）5、化学计量⽕焰的特点是温度⾼、稳定、噪声⼩、背景低，是普遍使⽤的⼀种⽕焰。（√）6、雾化器⼜称喷雾器，其作⽤是吸⼊试样溶液并将其雾化，使之形成直径为微⽶级的⽓溶胶。（√）四、简答题：

1、原⼦吸收光谱法中的⽕焰按燃⽓与助燃⽓之⽐可分为哪⼏类？各适⽤于什么范围？

答：⽕焰由燃⽓和助燃⽓按⼀定⽐例混合后燃烧⽽成，⽕焰的温度与燃⽓和助燃⽓的种类和配⽐有关。按助燃⽐可将⽕焰分为三类：即化学计量⽕焰、贫燃⽕焰和富燃⽕焰。（1）化学计量⽕焰

指的是燃⽓和助燃⽓之⽐基本符合化学计量⽽构成的⽕焰。温度⾼、稳定、噪声⼩、背景低，是普遍使⽤的⼀种⽕焰。（2）富燃⽕焰

指的是燃⽓和助燃⽓之⽐⼤于化学计量⽽构成的⽕焰。⽕焰呈黄⾊，温度稍低，含有未完全燃烧的燃⽓，背景值⾼，适⽤于易形成难离解氧化物的元素的原⼦化。（3）贫燃⽕焰

指的是燃⽓和助燃⽓之⽐⼩于化学计量⽽构成的⽕焰。这种⽕焰氧化性强，燃烧充分、温度⾼、稳定性低，适⽤于易电离难氧化元素的测定。2、原⼦吸收中有哪些⼲扰因素？消除⼲扰因素的⽅法有哪些？

答：原⼦吸收光谱法的主要⼲扰有物理⼲扰、化学⼲扰、电离⼲扰、光谱⼲扰等。（1）、物理⼲扰

物理⼲扰是指试液与标准溶液物理性质有差异⽽产⽣的⼲扰。如粘度、表⾯张⼒或溶液的密度等的变化，影响样品的雾化和⽓溶胶到达⽕焰传送等引起原⼦吸收强度的变化⽽引起的⼲扰。

消除办法：配制与被测试样组成相近的标准溶液或采⽤标准加⼊法。（2）化学⼲扰：

化学⼲扰是由于被测元素原⼦与共存组份发⽣化学反应⽣成稳定的化合物，影响被测元素的原⼦化，⽽引起的⼲扰。消除化学⼲扰的⽅法：A、选择合适的原⼦化⽅法B、加⼊释放剂C、加⼊保护剂（3）、电离⼲扰

在⾼温条件下，原⼦会电离，使基态原⼦数减少，吸光度下降，这种⼲扰称为电离⼲扰。

消除电离⼲扰的⽅法是加⼊过量的消电离剂。消电离剂是⽐被测元素电离电位低的元素，相同条件下消电离剂⾸先电离，产⽣⼤量的电⼦，抑制被测元素的电离。（4）、光谱⼲扰

光谱⼲扰是指与光谱发射和吸收有关的效应。主要包括谱线⼲扰和背景吸收两⼤类。⾊谱分析法导论试题⼀、填空题

1．⾊谱分析法按两相状态分类，分为⽓相⾊谱、液相⾊谱和超临界⾊谱，按分离过程中物理化学原理分类，分为吸附⾊谱、分配⾊谱、离⼦交换⾊谱、空间排阻⾊谱。2．不被保留的组分从进样到⾊谱峰最⼤值出现的时间，称为死时间，扣除死时间后的保留时间，称为调整保留时间。

3．根据⾊谱流出曲线，⾊谱峰数为样品中单组份的最少个数；⾊谱保留值作为定性依据；⾊谱峰⾼或⾯积可以定量依据，⾊谱保留值或区域宽度为⾊谱柱分离效能评价指标。4．分配系数（K）是指在⼀定温度和压⼒下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之⽐值。样品⼀定时，K主要取决于固定相性质⼀定温度下，组分的分配系数K 越⼤，出峰越慢，试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。5．分离度（R)反映⾊谱柱效能和选择性的⼀个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率，

相邻两组分⾊谱峰保留值之差与两组分⾊谱峰底宽度平均值之⽐，R 越⼤，相邻组分分离越好，R=1.5 通常⽤作是否分开的判据。⼆、判断题

1．相对保留值只与柱温和固定相性质有关，⽽与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速⽆关， r2,1越⼤，相邻组分分离得越好， r2,1=1时，⾊谱峰分离最好。（×）2．分配⾊谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之间反复多次地分配过程，⽽吸附⾊谱的分离是基于反复多次地吸附⼀脱附过程。（√）3．当⾊谱柱长度⼀定时，塔板数n越⼤(塔板⾼度H 越⼩)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越⾼，所得⾊谱峰越窄。（√）4．固定相颗粒越⼩，填充的越均匀，涡流扩散系数越⼩，柱效越⾼。表现在涡流扩散所引起的⾊谱峰变宽现象减轻，⾊谱峰较窄。（√）5．降低流动相传质阻⼒的⽅法有：粗颗粒固定相、增加组分在固定相和流动相中的扩散系数、适当降低线速度、短柱。（ × ） 三、 思考题⒈ 简要叙述GLC 和GSC 的分离原理。

答：GLC 主要利⽤溶质分⼦和固定液分⼦间作⽤⼒的⼤⼩，⽽分⼦间的作⽤⼒有⾊散⼒、静电⼒、诱导⼒和氢键⼒，从⽽达到物质的分离。

GSC 主要分离⽓体混合物，其固定相为多孔状，具有很⼤⽐表⾯积和较密集的吸附活性点。利⽤分⼦筛对⽓体分⼦吸附能⼒的差异对⽓体混合物进⾏分离。⒉ 塔板理论的主要内容是什么？它对⾊谱理论有什么贡献？它的不⾜之处在哪⾥？

答：把整个⾊谱柱⽐拟为⼀座分馏塔，把⾊谱的分离过程⽐拟为分馏过程。把⾊谱柱中某⼀段距离（长度）假设为⼀层塔板，在此段距离中完成的分离就相当于分馏塔中的⼀块塔板所完成的分离。 理论塔板数2bR 2 R) w t (16 ) W 1/2t (

. 5 n = =有效塔板数2

b R 2 R eff eff ) w t ( 16 ) W 1/2t ( . 5 H L n ' = ' = =

塔板理论初步阐述了物质在⾊谱柱中的分配情况，但塔板理论不能解释在不同的流速下塔板数不同这⼀实验现象，也不能说明⾊谱峰为什么会展宽。不能解决如何提⾼柱效能的问题。⒊速度理论的主要内容是什么？它对⾊谱理论有什么贡献？

答：速度理论把塔板⾼度与流动相流速、分⼦扩散和分⼦传质等因素的关系⽤⽅程式表⽰：

由⽅程式可以看出，塔板数和塔板⾼度与流动相的流速有关，控制最佳的流动相的流速将是重要的操作条件之⼀。从⽅程式也可以看出，要使柱⼦的柱效能提⾼，还与柱的种类、柱的填充均匀性、担体的颗粒度、载⽓的种类和相对分⼦质量、固定液、液膜的涂敷厚度和均匀性、柱温、柱懂得形状等多种因素有关。⽓相⾊谱分析法试题⼀、填空题

1．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。⽓相⾊谱仪由⽓路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。温控系统主要控制汽化室、

⾊谱柱和检测器恒温箱的温度。 2．载体为固定液提供⼤的惰性表⾯，以承担固定液，使其形成薄⽽匀的液膜。 载体类型分为硅藻⼟型和⾮硅藻⼟型，前者⼜分为⽩⾊担体和红⾊担体。 3．固定液与组分的作⽤⼒有⾊散⼒、诱导⼒、取向⼒、氢键⼒。

4．组分复杂，沸程宽的试样，采⽤程序升温，低沸点的物质先分离，⾼沸点的物质后分离。 5．⽑细管柱的类型分为涂壁开管柱、多孔层开管柱、键合型开管柱、交联型开管柱。⼆、判断题

1．⽑细管⾊谱分析⽐填充柱⾊谱速度快，⾊谱峰窄、峰形对称。（ √ ）

2．⽓相⾊谱分析时，柱温下降，分离度下降，⾊谱峰变窄变⾼，低沸点组份峰易产⽣重叠。（ ×） 3．醇、胺、⽔等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液进⾏分析。（√ ）

4．红⾊担体:孔径较⼩，表孔密集，⽐表⾯积较⼤，机械强度好，适宜分离⾮极性或弱极性组分的试样。其缺点是表⾯存有活性吸附中⼼点。（ √ ）5．电⼦捕获检测器是对含S 、P 化合物具有⾼选择性和⾼灵敏度的检测器，也称硫磷检测器。（ × ） 三、思考题

1．已知物质A 和B 在⼀根30.00 cm 长的柱上的保留时间分别为16.40 min 和17.63 min 。不被保留组分通过该柱的时间为1.30 min 。峰底宽度分别为1.11 min 和1.21 min ，计算：（1）柱的分离度；（2）柱的平均塔板数；（3）达到1.5分离度所需的柱长度。 解 （1）柱的分离度R = 2（17.63 - 16.40）/（1.11 + 1.21）= 1.06 （2）柱的平均塔板数n = 16 (16.40 /1.11)2= 3493

n = 16 (17.63 /1.21)2= 3397

n 平均 = （3493 + 3397）/ 2 = 3445（3）达到1.5分离度所需的柱长度R 1 / R 2 = ( n 1 / n 2 )1/2n 2 = 3445 (1.5 / 1.06)2

= 68 L = nH = 68′(300 /3445) = 60 cmn

L H =Cu u B A u C u C u B A H s m ++=+++=//

2．在⼀根2 m长的⾊谱柱上,分析⼀个混合物,得到以下数据:苯、甲苯、及⼄苯的保留时间分别为1′20″, 2′2″及3′1″；半峰宽为0.211cm, 0.291cm, 0.409cm，已知记录纸速为1200mm.h-1, 求⾊谱柱对每种组分的理论塔板数及塔板⾼度。解：三种组分保留值⽤记录纸上的距离表⽰时为：苯：（1+20/60）×[（1200/10）/60]=2.67cm甲苯：(2+2/60) ×2=4.07cm

⼄苯: (3+1/60) ×2=6.03cm故理论塔板数及塔板⾼度分别为：甲苯和⼄苯分别为：1083.7,0.18cm; 1204.2,0.17cm3．⽓相⾊谱固定相由担体和固定液组成，其担体有何要求？答:对担体的要求：

(1)表⾯化学惰性,即表⾯没有吸附性或吸附性很弱,更不能与被测物质起化学反应。(2)多孔性,即表⾯积⼤,使固定液与试样的接触⾯积较⼤。(3)热稳定性⾼,有⼀定的机械强度,不易破碎。

(4)对担体粒度的要求,要均匀、细⼩，从⽽有利于提⾼柱效。但粒度过⼩，会使柱压降低，对操作不利。⼀般选择40-60⽬，60-80⽬及80-100⽬等。对固定液的要求:

(1)挥发性⼩,在操作条件下有较低的蒸⽓压,以避免流失。

(2)热稳定性好,在操作条件下不发⽣分解,同时在操作温度下为液体。

(3)对试样各组分有适当的溶解能⼒,否则,样品容易被载⽓带⾛⽽起不到分配作⽤。(4)具有较⾼的选择性,即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能⾼的分离能⼒。(5)化学稳定性好,不与被测物质起化学反应。

⒋试述热导池检测器的⼯作原理。有哪些因素影响热导池检测器的灵敏度？

答：原理：由于不同⽓态物质所具有的热传导系数不同，当它们到达处于恒温下的热敏元件（如Pt, Au, W,半导体）时，其电阻将发⽣变化，将引起的电阻变化通过某种⽅式转化为可以记录的电压信号，从⽽实现其检测功能。

影响TCD灵敏度的因素：(1)桥电流i：随着桥电流i增加,热敏元件温度增加，元件与池体间温差也增加，⽓体热传导增加，灵敏度增加。但i过⼤，热敏元件寿命下降。电流通常选择在100～200 mA之间(N2作载⽓，100～150 mA；H2作载⽓，150～200 mA)。(2)池体温度：池体温度低，与热敏元件间温差⼤，灵敏度提⾼。但温度过低，可使试样凝结于检测器中。通常池体温度应⾼于柱温。(3)载⽓种类：载⽓与试样的热导系数相差越⼤，则灵敏度越⾼。通常选择热导系数⼤的H2和Ar 作载⽓。(4)热敏元件阻值：阻值⾼、电阻温度系数⼤的热敏元件，其灵敏度⾼。液相⾊谱分析试题⼀、填空题

1．⾼效液相⾊谱仪由⾼压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统等五⼤部分组成。

2．梯度洗脱提⾼分离效果，缩短分析时间的⽬的，分为两类：⼀类是外梯度装置（⼜称低压梯度），仅需⼀台泵即可。另⼀类是内梯度装置（⼜称⾼压梯度），将两种溶剂分别⽤泵增压后，注⼊梯度混合室混合。

3．液固⾊谱法采⽤的固体吸附剂按其性质可分为极性和⾮极性两种类型，⾮极性吸附剂最常见的是活性炭。

4．在液-固⾊谱中，选择流动相的基本原则是极性⼤的试样⽤极性较强的流动相，极性⼩的则⽤低极性流动相。5．液相⾊谱最常⽤的检测器有紫外检测器、荧光检测器、电导检测器和⽰差折光检测器。⼆、判断题

1．以极性物质作为固定相，⾮极性溶剂作流动相的液液⾊谱，称为反相分配⾊谱，适合于分离极性化合物；（×）2．液相⾊谱分析中流动相及样液都需0.45微⽶孔径的滤膜过滤，⽤纯甲醇保存柱⼦防细菌⽣长。（√）

3．柱⼦在酸性或碱性条件下使⽤之后，应依次⽤⽔、甲醇清洗，对暂时不⽤⽽需要较长时间保存的柱⼦，要⽤纯甲醇清洗。（√）4．⽓相⾊谱的流动相载⽓是⾊谱惰性的，不参与分配平衡过程，与样品分⼦⽆亲和作⽤，样品分⼦只与固定相相互作⽤。⽽在液相⾊谱中流动相液体也与固定相争夺样品分⼦，为提⾼选择性增加了⼀个因素。（√）5．液相⾊谱分析中流动相溶剂必须与检测器匹配，对于紫外吸收检测器，应注意选⽤检测器波长⽐溶剂的紫外截⽌波长要短。（×）三、思考题

1.从分离原理、仪器构造及应⽤范围上简要⽐较⽓相⾊谱及液相⾊谱的异同点。

答：⼆者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作⽤⼒的差别进⾏分离的。从仪器构造上看，液相⾊谱需要增加⾼压泵以提⾼流动相的流动速度，克服阻⼒。同时液相⾊谱所采⽤的固定相种类要⽐⽓相⾊谱丰富的多，分离⽅式也⽐较多样。⽓相⾊谱的检测器主要采⽤热导检测器、氢焰检测器和⽕焰光度检测器等。⽽液相⾊谱则多使⽤紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是⼆者均可与MS等联⽤。

⼆者均具分离能⼒⾼、灵敏度⾼、分析速度快，操作⽅便等优点，但沸点太⾼的物质或热稳定性差的物质难以⽤⽓相⾊谱进⾏分析。⽽只要试样能够制成溶液，既可⽤于HPLC分析，⽽不受沸点⾼、热稳定性差、相对分⼦量⼤的。⒉⾼压输液泵应具备什么性能？

答流量稳定；输出压⼒⾼；流量范围宽；耐酸、碱和缓冲液腐蚀；压⼒变动⼩，更换溶剂⽅便，空间⼩，易于清洗和更换溶剂并具有剃度淋洗功能等。2．在液相⾊谱中，提⾼柱效的途径有哪些？其中最有效的途径是什么？ 答:液相⾊谱中提⾼柱效的途径主要有: ⑴提⾼柱内填料装填的均匀性;⑵改进固定相：减⼩粒度; 选择薄壳形担体; 选⽤低粘度的流动相; 适当提⾼柱温。 其中,减⼩粒度是最有效的途径.3．什么是化学键合固定相？它的突出优点是什么？

答：化学键合相是通过化学反应将有机分⼦键合在载体表⾯所形成的柱填充剂。这种固定相的分离机理既不是单⼀的吸附作⽤，也不是单⼀的液液分配机理。⼀般认为吸附和分配两种机理兼有，键合相的表⾯覆盖度⼤⼩决定何种机理起主导作⽤。对多数键合相来说，以分配机理为主。化学键合⾊谱具有下列优点：

(1)适⽤于分离⼏乎所有类型的化合物。⼀⽅⾯通过控制化学键合反应，可以把不同的有机基团键合到硅胶表⾯上，从⽽⼤⼤提⾼了分离的选择性；另⼀⽅⾯可以通过改变流动相的组成合乎种类来有效地分离⾮极性、极性和离⼦型化合物。

(2)由于键合到载体上的基团不易被剪切⽽流失，这不仅解决了由于固定液流失所带来的困扰，还特别适合于梯度洗脱，为复杂体系的分离创造了条件。(3)键合固定相对不太强的酸及各种极性的溶剂都有很好的化学稳定性和热稳定性。 (4)固定相柱效⾼，使⽤寿命长，分析重现性好。第⼋章 质 谱 分 析 练习题

1、 有机质谱的分析原理及其能提供的信息是什么？

2、 以单聚焦质谱仪为例，说明质谱仪的组成，各主要部件的作⽤及原理。

3、 有机质谱图的表⽰⽅法有哪些？是否谱图中质量数最⼤的峰就是分⼦离⼦峰，为什么？4、 同位素峰的特点是什么？如何在谱图中识别同位素峰？5、谱图解析的⼀般原则是什么？

6、有机化合物在离⼦源中有可能形成哪些类型的离⼦？从这些离⼦的质谱峰中可以得到⼀些什么信息？

7、某化合物相对分⼦量为116。其离⼦峰m/e 57(100)、43(27)、29(57) A. (CH 3)2CHCO 2C 2H 5 B. C 2H 5CO 2(CH 2)2CH 3 C. CH 3(CH 2)2CO 2CH 3以上三个酯，哪个是该化合物？8、解析下列质谱图： A 、

B 、

809010070

P E A K

0% O F B A S E P E A KC 、

1、 ⽣成分⼦离⼦，分⼦离⼦进⼀步断裂⽣成不同质量的碎⽚离⼦。这些带正电荷的离⼦在电场和磁场作⽤下，按质荷⽐（m/z ）及相对强度⼤⼩产⽣信号被记录下来，排列成谱即为质谱（mass spectroscopy ）。

提供的信息：可以确定分⼦量和分⼦式；根据分⼦离⼦及碎⽚离⼦峰，可以推断⼀些有关分⼦结构的信息；质谱仪常带有标准谱库，可以初步判断未知化合物；与⽓相⾊谱联⽤（GC-MS ，LC-MS ），可以对混合物进⾏定性和定量分析。

2、 以单聚焦质谱仪为例，说明质谱仪的组成，各主要部件的作⽤及原理。

质谱仪的组成：进样系统，离⼦源，质量分析器，检测器，数据处理系统和真空系统。

进样系统：在不破坏真空度的情况下，使样品进⼊离⼦源。⽓体可通过储⽓器进⼊离⼦源；易挥发的液体，在进样系统内汽化后进⼊离⼦源；难挥发的液体或固体样品，通过探针直接插⼊离⼦源。

真空系统：质谱仪需要在⾼真空下⼯作：离⼦源（10-3 10-5Pa ）；质量分析器（10 -6 Pa ）。真空系统保持质谱仪需要的真空强度。 离⼦源：是质谱仪的“⼼脏”。离⼦源是样品分⼦离⼦化和各种碎⽚离⼦的场所。质谱分析时离⼦源的选择⾄关重要。采⽤⾼能电⼦轰击⽓态有机分⼦，使其失去⼀个电⼦成为分⼦离⼦，分⼦离⼦可以裂解成各种碎⽚离⼦，这些离⼦在电场加速下达到⼀定的速度，形成离⼦流进⼊质量分析器。

质量分析器：在磁场存在下，带电离⼦按曲线轨迹飞⾏按质荷⽐（m/z ）被分离开来。它是根据 质谱⽅程式：m /e =(H 02R 2)/2V ，离⼦在磁场中的轨道半径R 取决于：m /e 、H0、V 。改变加速电压V , 可以使不同m /e 的离⼦进⼊检测器。

检测器和数据处理系统：把被质量分析器分离开来的各离⼦按照质荷⽐（m/z ）及相对强度⼤⼩产⽣信号被记录下来，排列成质谱。3、 有机质谱图的表⽰⽅法有哪些？是否谱图中质量数最⼤的峰就是分⼦离⼦峰，为什么？

表⽰⽅法有质谱图和质谱表格。质量分析器出来的离⼦流经过计算机处理，给出质谱图和质谱数据，纵坐标为离⼦流的相对强度（相对丰度），通常最强的峰称为基峰，其强度定为100%，其余的峰以基峰为基础确定其相对强度；横坐标为质荷⽐，⼀条直线代表⼀个峰。也可以质谱表格的形式给出质谱数据。最⼤的质荷⽐很可能是分⼦离⼦峰。但是分⼦离⼦如果不稳定，在质谱上就不出现分⼦离⼦峰。根据氮规则和分⼦离⼦峰与邻近0% O F B A S E P E A K86CH

N CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3

峰的质量差是否合理来判断。

4、同位素峰的特点是什么？如何在谱图中识别同位素峰？

组成有机化合物的⼤多数元素在⾃然界是以稳定的同位素混合物的形式存在。通常轻同位素的丰度最⼤，如果质量数以M表⽰，则其中同位素的质量⼤多数为M+1，M+2等。这些同位素在质谱中形成的离⼦称为同位素离⼦，在质谱图中往往以同位素峰组的形式出现，分⼦离⼦峰是由丰度最⼤的轻同位素组成。同位素峰组强度⽐与其同位素的相对丰度有关。

5、谱图解析的⼀般原则是什么？

谱图解析可依据质谱中离⼦的类型和开裂的⼀般规律进⾏。解析程序归结起来有以下⼏个步骤：（1）确定分⼦离⼦峰和决定分⼦式；

（2）确定碎⽚离⼦的特征，⾸先要注意⾼质量端碎⽚离⼦的中性碎⽚丢失的特征，同时也要注意谱图低质量端形成的⼀些特征性离⼦系列。（3）提出可能的结构式并进⾏验证。

6、有机化合物在离⼦源中有可能形成哪些类型的离⼦？从这些离⼦的质谱峰中可以得到⼀些什么信息？

在离⼦源中有可能形成分⼦离⼦、同位素离⼦、碎⽚离⼦、多电荷离⼦和亚稳离⼦等。解析质谱图时主要关注分⼦离⼦、同位素离⼦、碎⽚离⼦。由分⼦离⼦可以得到分⼦量，在⾼分辨率质谱中可以直接获得分⼦式；对于低分辨率质谱，可以结合同位素离⼦峰来推断分⼦式。碎⽚离⼦根据其裂解规律获得有关分⼦结构信息，推导可能的结构式并进⾏验证。7、某化合物相对分⼦量为116。其离⼦峰m/e 57(100)、43(27)、29(57)A. (CH3)2CHCO2C2H5B. C2H5CO2(CH2)2CH3C. CH3(CH2)2CO2CH3以上三个酯，哪个是该化合物？

三个都是酯，酯的α断裂特征，m/e 57为基峰，即（M－59）离⼦特征。脱除的59的中性碎⽚应为C3H7O·

m/e 43为+C3H78、解析下列质谱图：略