調查局三等申論題
105年
[化學鑑識組] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
請回答下列有關火焰原子光譜分析之問題： (一)在火焰原子光譜分析法中，那一種技術，原子吸收或是原子發射，其火焰溫度的穩定性較有決定性的影響？原因何在？（5 分） (二)為何中空陰極燈HCLs（Hollow Cathode Lamps）或無電極放電燈EDLs（Electrodeless Discharge Lamps）必須用做原子吸收光譜術 AAS（Atomic Absorption Spectroscopy）的輻射光源？（6 分） (三)試繪製電熱石墨爐原子吸收實驗中溫度對時間的變化示意圖。每一階段的加熱曲線其目的為何？試說明之。（8 分） (四)試解釋在火焰原子光譜分析法中，光譜線干擾、化學干擾及游離干擾的意義為何？（6 分）
請回答下列有關火焰原子光譜分析之問題： (一)在火焰原子光譜分析法中，那一種技術，原子吸收或是原子發射，其火焰溫度的穩定性較有決定性的影響？原因何在？（5 分） (二)為何中空陰極燈HCLs（Hollow Cathode Lamps）或無電極放電燈EDLs（Electrodeless Discharge Lamps）必須用做原子吸收光譜術 AAS（Atomic Absorption Spectroscopy）的輻射光源？（6 分） (三)試繪製電熱石墨爐原子吸收實驗中溫度對時間的變化示意圖。每一階段的加熱曲線其目的為何？試說明之。（8 分） (四)試解釋在火焰原子光譜分析法中，光譜線干擾、化學干擾及游離干擾的意義為何？（6 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
在火焰原子光譜分析法中，那一種技術，原子吸收或是原子發射，其火焰溫度的穩定性較有決定性的影響？原因何在？（5 分）
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考生看到此題應立刻聯想到「波茲曼分布定律（Boltzmann distribution）」。首先判斷 AAS 測量的是基態原子，而 AES 測量的是激發態原子，接著利用公式說明激發態原子數目隨溫度呈指數變化，藉此推導出溫度對哪一種技術影響最為劇烈。
小題 (二)
為何中空陰極燈HCLs（Hollow Cathode Lamps）或無電極放電燈EDLs（Electrodeless Discharge Lamps）必須用做原子吸收光譜術 AAS（Atomic Absorption Spectroscopy）的輻射光源？（6 分）
思路引導 VIP
看到AAS光源的問題，首先想到「原子吸收譜線極窄（約 0.002~0.005 nm）」的特性。接著對比「連續光源+單光器」與「銳線光源（HCL/EDL）」的頻寬差異，說明使用銳線光源能避免背景光過強導致的靈敏度下降及偏離比爾定律（Beer's Law）的問題。
小題 (三)
試繪製電熱石墨爐原子吸收實驗中溫度對時間的變化示意圖。每一階段的加熱曲線其目的為何？試說明之。（8 分）
思路引導 VIP
本題考查電熱石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）的標準加熱程序。作答時需先在腦海中建構「溫度-時間」的四階段階梯圖，並依序寫出「乾燥、灰化、原子化、清除」各階段的溫度變化特徵與實驗目的。
小題 (四)
試解釋在火焰原子光譜分析法中，光譜線干擾、化學干擾及游離干擾的意義為何？（6 分）
思路引導 VIP
此題考查原子光譜分析中常見的三種干擾機制。解題時應先回想這三種干擾的「物理化學本質」，並將其與「訊號影響」連結：光譜干擾源於波長重疊或背景吸收；化學干擾源於難解離化合物的形成；游離干擾則是原子被高溫激發成離子而減少基態原子數。