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地特四等申論題 108年 [環境檢驗] 儀器分析概要

第 一 題

📖 題組:
請回答液相層析儀/紫外光偵測器法檢測水中甲醛、乙醛和丙醛相關的(一)方法摘要,(10 分)(二)紫外光偵測器和紫外光光譜儀的同異點,(6 分)(三)甲醛、乙醛和丙醛為極性化合物,如何被非極性 C18 管柱分離?(4 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

方法摘要

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看到這題應先聯想到醛類分子小且 UV 吸收弱,必須透過 2,4-二硝基苯肼 (2,4-DNPH) 進行「衍生化反應」以增強滯留與感度。接著,對比 UV 偵測器與光譜儀在「動態與靜態」及「樣品槽(Flow cell vs Cuvette)」設計上的差異;最後點出極性醛類是透過衍生化轉變為低極性物質,再利用碳數多寡與 C18 靜相產生不同程度的疏水作用力來達成逆相層析分離。

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【破題】 本題測驗水中微量醛類之層析檢驗方法,核心在於利用「衍生化技術」解決目標物紫外光吸收弱與極性過高的問題,並對比光譜與層析檢測儀器在構造設計與實務應用上的差異。 【論述】

小題 (二)

紫外光偵測器和紫外光光譜儀的同異點

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看到此題,應先聯想到兩者基於相同的物理化學原理(比爾-朗伯定律、電子躍遷),但在應用場景上分為「靜態光譜測量」與「動態層析監測」。答題時需建立明確的比較基準,如應用目的、樣品槽構造(Cuvette vs. Flow Cell)及數據呈現方式,進行層次分明的條列式對比。

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【破題】 紫外光偵測器(應用於液相層析 HPLC)與紫外光光譜儀皆基於分子吸收紫外線產生電子躍遷的原理,但因應用於「動態」連續分離與「靜態」光譜分析,兩者在儀器構造及樣品槽設計上有顯著差異。 【論述】

小題 (三)

甲醛、乙醛和丙醛為極性化合物,如何被非極性 C18 管柱分離?

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看到極性化合物(醛類)卻使用非極性管柱(C18逆相層析)分離,首要聯想「衍生化反應(Derivatization)」。接著說明衍生化後分子極性降低、疏水性增加,並依據分子碳鏈長度造成疏水性交互作用差異,從而實現分離。

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【破題】 利用「衍生化反應」改變目標物的極性與結構,使其適用於逆相層析分離。 【論述】

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