普考申論題
106年
[化學工程] 分析化學概要
第 一 題
📖 題組：
含碳、氫、氧的純有機化合物，常用燃燒分析法測定（使用吸收劑）其元素組成，進而求得實驗式及分子式。試回答下列問題：
含碳、氫、氧的純有機化合物，常用燃燒分析法測定（使用吸收劑）其元素組成，進而求得實驗式及分子式。試回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
燃燒分析法測定（使用吸收劑）碳、氫、氧元素的原理。（8 分）
思路引導 VIP
看到「燃燒分析法」，應立即聯想到質量守恆與化學計量。作答時需按「燃燒轉化產物」、「吸收劑種類及先後順序」與「重量差反推莫耳數（特別留意氧是用扣除法）」三個層次進行邏輯論述，並輔以化學反應概念與計算公式以展現專業度。
小題 (二)
提高燃燒效率的方法。（4 分）
思路引導 VIP
看到「燃燒分析法」與「提高燃燒效率」，應直覺聯想到化學反應動力學與熱力學的促成條件。解題時可從「溫度、氧氣濃度、催化劑、接觸面積與反應時間」等儀器設計與樣品前處理面向切入，條列說明以確保拿滿4分。
小題 (三)
將 8.00 g 該有機化合物，經燃燒分析法，產生 11.98 g 二氧化碳與 3.29 g 水。其實驗式為何？若其分子式量為 176 g/mol，其分子式為何？（8 分）
思路引導 VIP
看到燃燒分析法，第一步須先利用生成的CO₂及H₂O質量反推原化合物中C與H的質量，並利用「總質量減去C、H質量」得出O的質量（質量守恆定律）。接著將各元素質量除以原子量得出莫耳數比，化為最簡整數比即為「實驗式」，最後以給定的分子量除以實驗式量，即可求出倍數並寫出「分子式」。
燃燒分析法原理
💡 利用樣品完全氧化後產生的氣體重量，推算 C、H、O 元素含量。
🔗 燃燒分析實驗及計算流程
- 1 高溫氧化 — 通入過量氧氣，將 C, H 轉為 CO2 與 H2O
- 2 水分吸收 — 通過 Mg(ClO4)2 吸收管，記錄重量差
- 3 碳量吸收 — 通過 NaOH 吸收管，記錄重量差
- 4 元素換算 — 利用原子量比例求出 C、H 質量
- 5 扣除求氧 — 樣品總重減去 C, H 重量即為 O 質量
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🔄 延伸學習：延伸學習：求得各元素質量後，除以原子量求莫耳數比，即為實驗式。
