調查局三等申論題
109年
[化學鑑識組] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
一、(一)設定單光器以使400 nm（奈米）波長的激發光源通過，若使用的溶劑為環己烷，試計算溶劑之拉曼擴散（Raman diffusion）的電磁輻射波波長的位置（以奈米為單位）。（提示：環己烷之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了2880 cm-1（波數）。）（8分） (二)某未知濃度的9-氨基吖啶（C13H10N2，化學結構如下圖）之水溶液，其在456 nm（奈米）波長所測得之螢光強度，為外在標準品螢光強度的60%。在相同條件下，此化合物在相同溶劑中，濃度為0.1 ppm 的標準溶液，其螢光強度為外在標準品的40%。在相同的實驗條件下，水分子本身的螢光強度可忽略。（17分） 1. 計算在此未知濃度樣品中，9-氨基吖啶的濃度（以 ppb 為單位）。 2. 在定量分析時，試問如何能夠避免溶劑的拉曼擴散與待測化合物的螢光發射，兩訊號峰的混淆不清？（註：水分子之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了3380 cm-1（波數）。）
一、(一)設定單光器以使400 nm（奈米）波長的激發光源通過，若使用的溶劑為環己烷，試計算溶劑之拉曼擴散（Raman diffusion）的電磁輻射波波長的位置（以奈米為單位）。（提示：環己烷之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了2880 cm-1（波數）。）（8分） (二)某未知濃度的9-氨基吖啶（C13H10N2，化學結構如下圖）之水溶液，其在456 nm（奈米）波長所測得之螢光強度，為外在標準品螢光強度的60%。在相同條件下，此化合物在相同溶劑中，濃度為0.1 ppm 的標準溶液，其螢光強度為外在標準品的40%。在相同的實驗條件下，水分子本身的螢光強度可忽略。（17分） 1. 計算在此未知濃度樣品中，9-氨基吖啶的濃度（以 ppb 為單位）。 2. 在定量分析時，試問如何能夠避免溶劑的拉曼擴散與待測化合物的螢光發射，兩訊號峰的混淆不清？（註：水分子之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了3380 cm-1（波數）。）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
設定單光器以使400 nm（奈米）波長的激發光源通過，若使用的溶劑為環己烷，試計算溶劑之拉曼擴散（Raman diffusion）的電磁輻射波波長的位置（以奈米為單位）。（提示：環己烷之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了2880 cm-1（波數）。）（8分）
思路引導 VIP
首先將激發光源的波長（nm）轉換為波數（cm⁻¹），再利用拉曼位移（Raman shift）公式，將激發波數扣除位移波數求出拉曼散射波數（預設為斯托克散射，能量降低）。最後，將求得的散射波數轉換回波長（nm）即可得解。
小題 (二)
某未知濃度的9-氨基吖啶（C13H10N2，化學結構如下圖）之水溶液，其在456 nm（奈米）波長所測得之螢光強度，為外在標準品螢光強度的60%。在相同條件下，此化合物在相同溶劑中，濃度為0.1 ppm 的標準溶液，其螢光強度為外在標準品的40%。在相同的實驗條件下，水分子本身的螢光強度可忽略。（17分）
1. 計算在此未知濃度樣品中，9-氨基吖啶的濃度（以 ppb 為單位）。
2. 在定量分析時，試問如何能夠避免溶劑的拉曼擴散與待測化合物的螢光發射，兩訊號峰的混淆不清？（註：水分子之拉曼擴散，相對於激發光源的波長位置，相當於電磁輻射位移了3380 cm-1（波數）。）
思路引導 VIP
本題分為兩部分：第一部分測驗低濃度下螢光強度與濃度成正比的線性關係，可直接利用比例法求解；第二部分測驗光譜學的基礎觀念，需回想『螢光發射波長與激發波長無關』以及『拉曼散射位移（波數差）是固定的』，從而推導出藉由改變激發波長來分離兩者的實驗策略。