化學工程 103 年儀器分析考古題（共 5 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/chemical-engineering/103-instrumental-analysis

第 1 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）

第 2 題
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）

第 3 題
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

第 4 題
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

第 5 題
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）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。