北京大学：《仪器分析》课程教学资源（章节习题）第十六章 气相色谱法习题答案

第十六章答案 16.1略 62略 16.3在GC中,调整保留值实际上反映了组分与固定相之间的分子相互的作用。 164在GC中,可利用文献记载的保留数据定性,最有价值的是相对保留值和保留指数 65在GC中,色谱柱使用上限温度取决于固定液最高使用温度,下限温度应超过固 定液的熔点。 16.6在GC定量分析中采用HD测校正因子,应选用正庚烷为基准,热导池选用苯为基 16.7已知:F0=30ml.m T=127℃ Tv=27℃=300K p=26.739mm'g=355×103pn 求:Fc=? m.min 解:根据Fc=FCo·J 而 h=6P-P=30×300 400101×105-355×103 101×105 =3859( ml. min-) 其中:J= 3、(P/P2)2-1.3、(1.34/101)2-1 (P)3-12(1.34/013-10854 Fc=3859×0.854=3296(mlmn 16.8对GC柱的分离度影响最大的因素是柱温。 169已知:在氧二丙脂t=6.24 在角鲨烷l=0.95 某固定液t=1 求:P2 解:∵q1=lg=g6.24=0.795 q2=gl=g095=-0.022 qr=lgt=lgl=0 P=100 1009-q2=1001000795-027 q1-q2 6795-(-0.02)

第十六章 答 案 16.1 略 16.2 略 16.3 在 GC 中，调整保留值实际上反映了组分与固定相之间的分子相互的作用。 16.4 在 GC 中，可利用文献记载的保留数据定性，最有价值的是相对保留值和保留指数。 16.5 在 GC 中， 色谱柱使用上限温度取决于固定液最高使用温度，下限温度应超过固 定液的熔点。 16.6 在 GC 定量分析中采用 FID 测校正因子，应选用正庚烷为基准，热导池选用苯为基 准。 16.7 已知： 1 0 30 − F = ml  mm ， T=127℃ ， Tv=27℃=3000 K pw mm g pw 3 = 26.739  = 35510 求： 1 ? min − Fc = ml  解：根据 Fc = Fco  J 而 38.59( min ) 1.01 10 1.01 10 3.55 10 300 400 30 1 5 5 3 0 0 0 − =    −  =   − = ml P P P T T F F w r c co 其中： 2 2 0 3 3 0 3 3 (1.34/1.01) 1 ( / ) 1 0.854 2 ( / ) 1 2 (1.34/1.01) 1 i i p p j p p − − =  =  = − − ∴ 38.59 0.854 32.96( min ) −1 Fc =  = ml  16.8 对 GC 柱的分离度影响最大的因素是柱温。 16.9 已知： 在氧二丙脂 t r  = 6.24 在角鲨烷 t r  = 0.95 某固定液 t r  =1 求： Px=? 解： ∵ q1 = lg t r  = lg 6.24 = 0.795 q2 = lg t r  = lg 0.95 = −0.022 qx = lg t r  = lg1 = 0 ∴ 2.7 6.795 ( 0.02) 100(0.795 0) 100 100( ) 100 1 2 1 = − − − = − − − = − q q q q P x x

16.10已知:混合物含A,B,相邻二种正构烷烃 流出顺序:t'a 时间:10 I=800 求:/A=?A和B是否同系物? 解:I4=100×[n+ Ig !r(a)-lgt lg!(m+ )-// =100×{8+ Ig 11-1g 10 lg12-g10 =100×[8+ 0141=8 52.3 0.079 与lB不是同系物 16.11已知:固定相: Chromosorb W20%聚乙二醇-7000 流动相:氧气 求:保留时间顺序 解:因为固定液为极性物质,所以对极性物质保留时间长, 保留时间顺序为:在醇<t醇<庚醇<醇’流出先后顺序为:正壬醇、正辛醇 正庚醇、正己醇。 16.12已知:CO2气体积含量80%40%20% 相应峰高(mm 10050 求:(1)作出外标曲线。 (2)以等体积样品注入,当峰高为75mm时,含CO2X%? 解:(1)作出外标曲线 (2)内外标曲线求得当峰高为75m时含CO2为60% 16.13求:下面组分,宜选用哪种检测器? 解:(a)农作物中含氯浓度残留量——宜用电子捕获~(ECJ) (b)酒中水含量——热导(TCD) (c)啤酒中微量硫化物—一火焰光度~(FPD) (d)二甲苯的异构体——火焰离子化~(FID) 16.14已知:t1=4.5(mmn),to=30(s)F=80mlmn T=100℃,P=162970Pa

16.10 已知：混合物含 A，B，相邻二种正构烷烃 流出顺序： ( ) ' r n t ( ) ' r A t ( 1) ' r n+ t 时间： 10 11 12 I = 800 ， B I = 882.3 求： A I = ？A 和 B 是否同系物？ 解： ] lg ' lg ' lg ' lg ' 100 [ ( 1) ( ) ( ) ( ) r n r n r A r n A t t t t I n − − =  + + ] lg12 lg10 lg11 lg10 100 [8 − − =  + ] 852.3 0.0792 0.014 = 100[8 + = ∴ A I 与 B I 不是同系物。 16.11 已知：固定相：Chromosorb W 20%聚乙二醇-7000 流动相：氧气 求：保留时间顺序？ 解：因为固定液为极性物质，所以对极性物质保留时间长。 保留时间顺序为： t壬醇  t辛醇  t庚醇  t已醇 ，流出先后顺序为：正壬醇、正辛醇、 正庚醇、正己醇。 16.12 已知：CO2 气体积含量 80% 40% 20% 相应峰高（mm） 100 50 25 求：（1）作出外标曲线。 （2）以等体积样品注入，当峰高为 75mm 时，含 CO2 X%？ 解：（1）作出外标曲线 （2）内外标曲线求得当峰高为 75mm 时含 CO2 为 60% 16.13 求：下面组分，宜选用哪种检测器？ 解：（a）农作物中含氯浓度残留量——宜用电子捕获~（ECJ） （b）酒中水含量——热导（TCD） （c）啤酒中微量硫化物——火焰光度~（FPD） （d）二甲苯的异构体——火焰离子化~ （FID） 16. 14 已知： 4.5(min), 30( ), 80 min, 1 0 0 t = t = s F = ml  Tl =100 ℃， Pi =162970Pa

T=73℃,P=101058Pa P=2809Pap=0.95g·mo 17(g) 求:K=? 解:k=t’/t0=45-0.5/0.5=80 F。 f Po-Pm=101058-2809/101058=0972 Pc T=Tc/Tr=373/296=126 ∴FCo=80×0.972×1,26=9798(ml·min-) 3(pi/p0)2-13.(162920/101058) J(pilp)-1-2162920101058)-1 32.599-1 =0.752 24.1900-1 Fco=Fco·J=9788×00752=78.7(mlmn Vn=Fco·l0=73.7×0.5=36.85(m =4.2/0.95=442 K=k·Vn/V=8.0×3685/442=66.1 16.15已知:t=72(cm),t1正已烷=85(cm),t烷=146(cm) 15.5(cm),甲苯=18.7(cm) 315(cm) 求 环乙烷 解:I g(187-22)-g(159-22) 7 lg(315-2.2)-lg(15.9-2.2) 环已=100×9(146-22)-g(85-22) lg(15.9-22)-lg(8.5-2.2)

Tr = 73 ℃， Pc =101058Pa P Pa g mol w = 2809  = 0.95  w用 = 4.7(g) 求： K = ? 解： 0 ' / 4.5 0.5/0.5 8.0 r k t t = = − = Fco = Fco  J Fco Fo wf Tf =   101058 2809 /101058 0.972 0 0 = − = − = p p p w w f Tf = Tc /Tr = 373/ 296 = 1.26 ∴ 80 0.972 1.26 97.98( min ) −1 Fco =   = ml  (162920 /101058) 1 (162920 /101058) 1 2 3 ( / ) 1 ( / ) 1 2 3 3 2 3 2 − − =  − − =  pi po pi po J 0.752 4.1900 1 2.599 1 2 3 = − − =  97.88 0.0752 78.7( min ) −1 Fco = Fco J =  = ml  73.7 0.5 36.85( ) V Fco t 0 ml n =  =  = Vs = 4.2/ 0.95 = 4.42 K = k Vm /Vs = 8.036.85/ 4.42 = 66.1 16. 15 已知： t 7.2(cm) c = ， 85( ) 1 t 正已烷 = cm ，t 146(cm) r环烷 = t 15.5(cm) r正庚烷 = ， 18.7( ) 1 t 甲苯 = cm ，t 315(cm) r正辛烷 = 求： I甲苯 = ? I环乙烷 = ? 解: 7] 724 lg( 31.5 2.2) lg(15.9 2.2) log(18.7 2.2) lg(15.9 2.2) 100 [ + = − − − − − − I甲苯 =  6] 687 lg(15.9 2.2) lg(8.5 2.2) lg(14.6 2.2) lg(8.5 2.2) 100 [ + = − − − − − − I环已烷 = 

16.16已知:Fe=70mlmn-,Te=71℃,C2=2cmmn- C2=10m/25cm,W1=0.1lmg A1=5.80cmTr=12℃=285K 求:Sc=? AC,F×Tc/Tr WCI 580×0.4×70×(344/285) 891(mImlmg) 0.11×2 16.17已知:Tc=89℃ l=52mmn,R=0.lm,W=11×10.6g A=170cm2,W1,=06cm 60××170 60×cM/2×11k10=185×10°(mV·s:g-) 解:(1)Sm=C1W (2)Dn=2R/Sn=2×0.1/1.85×108=108×10-(g·s-) (3)01065×60× 1.08×10 1065×60×0.6 1.08×10-=2.07×10-3(g) 16.18解:关于本题的说明:本题中所说的前面四个值是经过衰减14而得到。经过求 证,无论乘或除4均认为是正确的。原因是过去所用的仪器设置与现在使用的正 好相反。因而此道题误判了很多同学。请自己修正 种答案 =f2A2 =(214×0.74+4.5×1.00+278×1.00+77×1.05)×4 +250×1.28+47.3×1.36 =2471.2 21.4×0.74×4 P≠% 25.6% 24712 P0%=452104-073%

16.16 已知: 70 min , 71 1 =  = − Fe ml Tc ℃, 1 2 2 min − C = cm C2 =10mv/ 25cm,Wi = 0.11mg 2 Ai = 5.80cm Tr = 12 ℃ K 0 = 285 求: Sc = ? 解: 1 2 / W C AC F Tc Tr Sc i i  = 891( ) 0.11 2 5.80 0.4 70 (344 / 285) −1 =      = mVml mg 16.17 已知: Tc = 89 ℃ u = 52mlmin , Rv = 0.1mV ,W0 =1110.6g 2 A = 170cm ,W1/ 2 = 0.6cm, 求: 解:(1) 1.85 10 ( ) 2 11 10 170 25 10 60 6.0 8 1 6 1 2 − − =        =  = mV s g C W C A Sm (2) 2 / 2 0.1/1.85 10 1.08 10 ( ) 8 −9 −1 D = R S =   =  g s m N m (3) 0 2 9 1.08 10 1.065 60 −     = C W W r m 1.08 10 2.07 10 ( ) 2 1.065 60 0.6 9 8 g − −   =    = 16.18 解: 关于本题的说明：本题中所说的前面四个值是经过衰减 1/4 而得到。经过求 证，无论乘或除 4 均认为是正确的。原因是过去所用的仪器设置与现在使用的正 好相反。因而此道题误判了很多同学。请自己修正。 一种答案 2A2 w = f =(214×0.74+4.5×1.00+278×1.00+77×1.05) ×4 +250×1.28+47.3×1.36 =2471.2 ∴ 25.6% 2471.2 21.4 0.74 4 % =   P甲烷 = ( ) 0.73% 2471.2 4.5 1.00 4 0 % =   P =

278×1.00×4 Pa %o =45.0% 2471.2 77×1.05×4 B=% =13.1% 2471.2 P%≈250×128 24712129% P%=473×136=260% 2471.2 另一种答案 w=∑Af=(214×0.74+45×1+278×1×4+77×105+250×1.28+473×1.36=2286 P甲=28.4%,P氧化碳=0.81%P=49.9%,P=3.6%,P=14.4%,P=2.9% 或者:w=(214×0.74+4.5×1.00+278×1.00+77×1.05)×0.25 +250×1.28+47.3×1.36 514.76 P甲=7.7%,P氧化碳=0.22%P乙=13.5%,P乙=3.9%,P两烯=62.2%,P两=12.5% P甲=6.9%P氧化碳=0.20%P乙=12.1%,P∠=14.1%,P两=55.6%,P两=11.2% 16.19已知 L=2(m);Tc=100℃,T=150℃T4=130℃, C1=3000m,h=1.833m.S 计算下表其中空格的数据 H=A+-+Cu 作图求当u很大时,H≈A+Cu C=27×10-2s (斜率) A=2.4mm k=k 从=C得B=1.3cm2/s 或再H~一作图 得B=0.8lm2/s

45.0% 2471.2 278 1.00 4 % =   P乙烯 = 13.1% 2471.2 77 1.05 4 % =   P乙烷 = 12.9% 2471.2 25.0 1.28 % =  P丙烯 = 2.60% 2471.2 47.3 1.36 % =  P丙烷 = 另一种答案 =  = (2140.74 + 4.51+ 2781) 4 + 771.05 + 2501.28 + 47.31.36 = 2228.6 i i i w A f P 甲烷=28.4%, P 二氧化碳=0.81%, P 乙烯=49.9%，P 乙烷=3.6%，P 丙烯=14.4%，P 丙烷=2.9% 或者：w=(214×0.74+4.5×1.00+278×1.00+77×1.05) ×0.25 +250×1.28+47.3×1.36 =514.76 P 甲烷=7.7%, P 二氧化碳=0.22%, P 乙烯=13.5%，P 乙烷=3.9%，P 丙烯=62.2%，P 丙烷=12.5% P 甲烷=6.9%, P 二氧化碳=0.20%, P 乙烯=12.1%，P 乙烷=14.1%，P 丙烯=55.6%，P 丙烷=11.2% 16.19 已知: L = 2(m); TC = 100℃, Tg = 150℃ Td = 130℃, C1 = 3000mm .h = 1.833mm . S-1 , 求: 计算下表 其中空格的数据 2 2 1 5.54            = w t n r eff Cu u B H = A + + eff eff n l H = 作图求 当 u 很大时， H  A+Cu 0 t l u = C s 2 2.7 10− =  (斜率) 0 t tr k  = A = 2.4mm (截距) s m V V K = k   最佳 = 7cm/s 从 C u B = 2 得 B 1.3cm /s 2 = 或再 u H 1 ~ 作图 得 B 0.81cm /s 2 =

编号1 3 to (s 81175108.677.857.445.435.0|27.0 22.012.07.0 5.0 4.03.53.02.5 26.414.48.4 6.0 4.84.23.63.0 284372425 373310267222 H(m)|7.05.44.7 4.7 5.46.5 5|9.0 U(cm/s)|[2.17[3.50[5718.00111「4.320.025.0 2.22.22.52.4 6.56.5|6.5 6.5 6.86.87.7|7.4

编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 t0 (s) 92 57 35 25 18 14 10 8 tr (s) 281 175 108.6 77.8 57.4 45.4 35.0 27.0 ( ) 1/ 2 ( ) mm W s 22.0 12.0 7.0 5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 26.4 14.4 8.4 6.0 4.8 4.2 3.6 3.0 N 284 372 425 429 373 310 267 222 H(mm) 7.0 5.4 4.7 4.7 5.4 6.5 7.5 9.0 U(cm/s) 2.17 3.50 5.71 8.00 11.1 14.3 20.0 25.0 K 2.1 2.1 2.1 2.1 2.2 2.2 2.5 2.4 K 6.5 6.5 6.5 6.5 6.8 6.8 7.7 7.4