化學工程 108 年儀器分析考古題

請闡述X 射線螢光（X-Ray Fluorescence, XRF）光譜法原理。（10 分） 說明X 射線螢光光譜儀有那兩種主要型式的儀器及其使用光源上的差 異。（9 分） 以XRF 定量地質樣本中的錳（Mn）並使用鋇（Ba）作為內標準樣品， 若兩種元素的分離譜線的螢光強度具有以下數據： Wt. % Mn Ba Mn 0.00 156 80 0.10 160 106 0.20 159 129 0.30 160 154 0.40 151 167 若地質樣本中Mn-to-Ba 的螢光強度比為0.735，粗略估計樣本中錳的重 量百分比。（6 分）

液相層析質譜最常用的界面離子源為電噴灑游離源（electrospray ionization），回答以下相關問題： 試述電噴灑游離源原理。（7 分） 試述電噴灑游離源對溶劑的限制。（6 分） 解釋電噴灑游離源的基質抑制干擾（suppression interference）並舉一 造成干擾之因素。（6 分） 離子訊號強度與電噴灑游離源流速的關係。（6 分）

請闡述連結於FTIR 之衰減全反射光譜法（Attenuated Total Reflectance Spectrometry, ATR Spectrometry）原理。（10 分） 若由FTIR 量測所得一組16 個干涉圖（interferogram）獲知某一譜峰之 訊雜比（Signal-to-Noise ratio, S/N）大約為5：1。請問需要多少個干涉 圖可將此譜峰的訊雜比提高至20：1？（5 分） 請說明二氧化碳（CO2）分子有幾種振動正規模式（normal mode）及其 中具有IR 活性（吸收）振動模式的理由。（10 分）

有關離子配對層析（ion pair chromatography），回答以下相關問題： （每小題5 分，共15 分） 常使用之動相及管柱為何？ 試述其分離機制。 生物鹼與多苯環化合物何者較適用離子配對層析進行分離純化？

請說明層析管柱對一種分析物的分離效率以何種方法表示、得知及用以 比較兩支層析管柱對一種分析物的分離效率好壞？（9 分） 以正相層析（normal-phase chromatography）為例說明如何運作梯度沖 提（gradient elution）改善管柱分離效率。（8 分） 線上二維（On-line Two-Dimension）高效液相層析是一種新興改善層析 分離的方法，請說明其原理及系統組成特徵。（8 分）

含鎘離子（Cd2+）溶液以標準添加伏安（voltammetry）法進行定量，25 mL 脫氣水含1M HNO3 以旋轉汞工作電極在−0.85V（versus SCE）電壓下 測得1.41μA 電流，加入5.00 mL 的2.50 mM 標準鎘離子溶液後，測得 4.93 μA 電流，計算原溶液中鎘離子含量。（20 分）

電噴灑離子化介面（Electrospray Ionization Interface, ESI）是一種常見連 接液相層析儀及質譜儀的介面，請說明其離子化步驟。（15 分） 請說明ESI 離子化過程中的抑制效應（suppression effect）。（5 分） 請說明以ESI 連接的液相層析質譜儀得以分離分析如蛋白質大分子的 原因。（5 分）

以原子吸收光譜偵測溶液中的鈣（Ca）含量。當溶液中含磷酸根離子 （phosphate ion）會造成訊號下降，試述其成因及三種減少或避免此干 擾之方法。（20 分）

請回答導電度法檢測水中鹽度相關的方法概要及鹽度的基本定義， （10 分）干擾來源及克服方法，（6 分）標準海水的組成和功能。 （4 分）

傅立葉轉換（Fourier Transform）被廣泛應用在多種分析光譜儀，回答以 下相關問題： 試述其基本原理。（8 分） 試述傅立葉轉換相較於分光儀之三項優勢。（6 分） 原子放射光譜及紅外線吸收光譜儀，何種較適合傅立葉轉換偵測？解 釋原因。（6 分）