普考申論題
114年
[化學工程] 化工機械概要
第 一 題
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
何謂邁耶理論?冷卻結晶時,要如何操作才可獲得細小顆粒晶體?(10 分)
思路引導 VIP
解題應從結晶動力學的基礎出發,首先利用『溶解度曲線』與『過飽和度曲線』清晰劃分出Miers理論的三大區域(穩定區、介穩區、不穩定區)。接著,將理論應用於實務操作,指出要獲得『細小晶體』必須『促進成核、抑制成長』,進而推導出需採取的物理操作(如急速降溫、劇烈攪拌)。
小題 (二)
結晶器中有50℃飽和 NaHCO3 水溶液 230 kg,假設 50℃ NaHCO3 的溶解度為15 g NaHCO3/100 g H2O,在 20℃時為 8 g NaHCO3/100 g H2O,當溫度由 50℃降低至 20℃時,可析出多少公斤的 NaHCO3晶體?(10 分)
思路引導 VIP
看到此題,應先辨識為冷卻結晶的物質均衡問題,關鍵在於「冷卻過程中溶劑(水)的質量保持不變」。利用初始溫度的溶解度求出溶液中水與溶質的真實質量,再以最終溫度的溶解度計算殘留溶質,兩者相減即為析出晶體量。