化學工程 102 年儀器分析考古題

紫外光／可見光光譜儀為分子吸收光譜儀 請說明有機化合物吸收紫外光／可見光的原因。（8 分） 請說明金屬離子與有機化合物配位基（ligand）形成複合物（complex）吸收紫外 光／可見光的原因。（8 分） 以紫外光／可見光光譜儀分析測試樣品時，樣品的溶劑選擇為何要注意其切斷波 長（cutoff wavelength）？（4 分）

有關紫外光可見光吸收光譜儀（UV/Vis spectrophotometer）的基本元件，請回答以 下問題： 所使用的光源為何？可提供之波長為何？（10 分） 使用反射式光柵（grating）的目的為何？其工作原理為何？（10 分） 偵測器有分為光電倍增管（photomultiplier tube, PMT）與二極體陣列（photodiode array, PDA），其工作原理有何不同？（10 分）

螢光計為何具有二個單色器（monochromator）？（5 分）此二單色器的相對位置 有何要求，其原因為何？（5 分） 請說明螢光量子產量（quantum yield）。（5 分）下列那一個化合物預期具有較 大的螢光量子產量？請解釋。（5 分） bis(o-hydroxyphenyl) hydrazine OH HO N N H H o,o'-dihydroxyazobenzene OH HO N N

以鎂（Mg，Kα 0.98900 nm）為激發源，已知某試片受測導致電子受激發而產生之 XPS 電子具有1075.3 eV 之動能，而光譜儀之功函數為15.8 eV，請回答以下問題： 該XPS 電子之束縛能為多少eV（四捨五入至小數第一位）？（10 分） 若改以鋁（Al，Kα 0.83393 nm）為激發源，該XPS 電子之動能為多少eV（四捨五入至 小數第一位）？（8 分） 何謂歐傑電子？如何分辨受激發電子為XPS 電子或是歐傑電子？（7 分）

層析管柱的分離效率可使用范丁特方程式（van Deemter equation）表示： H = A + B/u + CSu + CMu 請說明范丁特方程式中係數A, B, CS, CM的意義，並解釋其對理論板高（theoretical plate height, H）如何受到動態相的線性流速（u）的影響。（12 分） 含A, B, C, D 四種分析物的樣品，若其層析分離的層析圖具下列數據： 滯留時間 （min） 波峰底寬 （min） 未受滯留物 3.5 – A 6.1 0.39 B 13.2 1.05 C 15.3 1.18 D 22.6 1.74 請計算波峰A的分離板數（N）、波峰B的滯留因子（kB）、波峰B與C的選擇因子 （αBC）及波峰C與D的解析度（Rs）。（8 分） 102年公務人員特種考試關務人員考試、102年公務人員特種考試稅 務人員考試、102年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、102年公 務人員特種考試移民行政人員考試、102年特種考試退除役軍人轉 任公務人員考試及102年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 化學工程 全一張 （背面）

對於水樣品中所含之醛酮類化合物檢測方法，可採用高效液相層析（High Performance Liquid Chromatography）來進行，其實驗方法為水樣經過濾後，進行 2,4-二硝基苯胼（2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH）衍生反應，取適當體積注入高效 液相層析儀。固定相為C-18 管柱；移動相最初為乙腈/水（70 / 30, v/v），維持20 分 鐘，再改成 100 %乙腈，維持15 分鐘；用360 nm 之波長偵測吸收強度。經比對標 準樣品之滯留時間，發現該水樣品中含有乙醛、丁醛及環己酮。請回答以下問題： C-18 管柱材料的組成為何？有何特性？（10 分） 若某成分之滯留時間為6.5 分鐘，吸收峰之峰底寬度為0.3 分鐘，求理論板數（四 捨五入至整數）。（8 分） 請預測可能之層析圖譜。（7 分）

請簡述液相層析離子阱質譜儀的離子阱質量分析器（ion-trap mass analyzer）構造。 （10 分） 離子阱質量分析器如何操作以進行不同質荷比（m/z）離子的偵測？（10 分）

對於環境樣品的檢驗，可以利用質譜儀來判別樣品的元素組成或分子的結構，請回 答以下問題： 針對非揮發性樣品，請舉出兩種樣品離子化的方法，並說明其原理。（10 分） 何謂飛行時間質譜技術？（10 分）

請說明血糖儀的血糖測試片之工作電極，對血液中葡萄糖具有選擇性偵測的原因。 （3 分） 請說明血糖測試片之工作電極偵測血糖的原理及其屬於何種電化學分析法。 （10 分） 近年來血糖測試片使用氧化還原媒介物（mediator），其優點為何？（7 分）