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地特三等申論題 105年 [化學工程] 儀器分析

第 一 題

📖 題組:
二、(一)請詳細敘述層析管柱分離原理的理論板數。(10 分) (二)描述凡第姆特方程式(Van Deemter Equation)及其影響理論板數之各項因子。(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

請詳細敘述層析管柱分離原理的理論板數。(10 分)

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看到「理論板數」,首先聯想其來源(分餾塔的平板模型),指出它是量化「管柱效能(分離效率)」的核心指標。作答時需包含基本定義(動靜相達成一次平衡的虛擬區間)、層析圖譜計算公式(N與滯留時間、峰寬的關係),以及N值對分離效率的意義。

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【破題】 理論板數(Number of Theoretical Plates, 簡稱 $N$)是層析學中用來評估「管柱分離效率(Column Efficiency)」的核心量化指標,其概念源自於蒸餾塔的分餾板設計。 【論述】

小題 (二)

描述凡第姆特方程式(Van Deemter Equation)及其影響理論板數之各項因子。(10 分)

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看到這題,首先要寫出凡第姆特方程式(H = A + B/u + Cu),並明確指出其目的是描述「理論板高(H)」與「流動相流速(u)」的關係。接著,分項詳細解釋 A、B、C 三個常數項的物理意義(渦流擴散、縱向擴散、質傳阻力),並說明它們如何與流速相互作用進而影響管柱效率(H 越小,理論板數 N 越大,分離效果越好)。

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【破題】凡第姆特方程式(Van Deemter Equation)主要用於描述層析過程中,理論板高(H)與流動相線流速(u)之間的數學關係,用以評估各項變數對管柱效率的影響並尋找最佳流速。 【論述】 一、凡第姆特方程式

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