化學工程 103 年儀器分析考古題

氣相層析儀常用於分析揮發性的有機化合物。 ㈠請說明火焰離子化偵測器（flame ionization detector, FID）的工作原理。（10 分） ㈡若以質譜儀偵測，應該選用那一種游離方法，才能看到分子離子（molecular ion）， 並獲得化合物的分子量。（5 分） ㈢以質譜儀偵測時，常用四極柱質量分析器（quadrupole mass analyzer），請說明四 極柱質量分析器的構造。（5 分） ㈣四極柱質量分析器要如何操作，才能獲得質譜圖。（5 分）

紅外光光譜儀（IR spectrometer）及拉曼光譜儀（Raman spectrometer）皆可用於觀 察分子的振動，請回答下列問題： ㈠請問甲烷分子有幾個震動模式（vibration modes）？（5 分） ㈡在拉曼光譜法中，隨著溫度升高，anti-stokes 和stokes 訊號的比值會上升，請說 明原因。（5 分） ㈢請說明紅外光光譜儀及拉曼光譜儀的光源分別為何？（6 分） ㈣二氧化碳分子的反對稱震動（asymmetric vibration）如下圖，此震動模式在紅外光 光譜圖中可觀察到訊號，但在拉曼光譜圖中沒有訊號，請說明原因。（9 分）

電位分析法（potentiometry）常用於測定溶液中分析物的濃度。 ㈠請說明電位分析法的工作原理。（10 分） ㈡若以汞電極做為指示電極，如何能測得溶液中Hg2+的濃度？ （7 分） ㈢同樣以汞電極做為指示電極，如何能測得溶液中EDTA 的濃度？（8 分） HgY2 的形成常數K = 6.3×1021 Hg2+ + 2e- = Hg(l) E° = 0.854 V Hg2SO4(s) + 2e- = 2Hg(l) + SO4 2 E° = 0.615 V HgY2 + 2e- = Hg(l) + Y4 E° = 0.21 V

以逆相層析法（reversed-phase liquid chromatography）分離藥物，移動相為30%甲醇 和70%水，分析物的滯留時間為25.5 分鐘，未滯留物質流經管柱時間為0.5 分鐘。 ㈠請計算滯留因子（retention factor, k）為何？（5 分） ㈡已知水的極性係數（polarity index）為10.2，甲醇為5.1，若要使滯留因子k = 5， 甲醇和水的比例應該如何調整？（8 分） ㈢請說明離子對層析法（ion-pair chromatography）的原理。（7 分） ㈣請說明梯度流洗（gradient elution）。（5 分） Asymmetric

㈠ 請說明並定義質譜儀的解析度，然後計算分開C2H4 +（M = 28.0313）與 CO+（M = 27.9949）二質譜波峰所需的解析度。（6 分） ㈡ 請說明液相層析質譜儀使用離子化界面（ionization interface）的主要目的。 （4 分） ㈢ 請說明液相層析質譜儀兩種常用的電噴灑離子化界面（electrospray ionization interface, ESI）與大氣壓化學離子化界面（atmospheric pressure chemical ionization interface, APCI）的工作原理及其適用分析物的極性性質。（10 分）