普考申論題
114年
[化學工程] 工業化學概要
第 一 題
📖 題組：
請回答下列有關染料的問題。（每小題 6 分，共 18 分）
請回答下列有關染料的問題。（每小題 6 分，共 18 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
直接染料的化學結構主要包含那些基團？
思路引導 VIP
作答此題應從直接染料的特性反推其化學結構：首先它要有顏色（發色基團），其次它必須能溶於水（水溶性基團），最後它不需媒染劑即可直接染於纖維素纖維，故需具備能與纖維產生氫鍵的助色及結合基團。
小題 (二)
酸性染料和鹽基性染料的差異性。
思路引導 VIP
看到比較兩種染料的題目，應直覺從「化學結構（發色團帶電性）」、「適用纖維對象（蛋白質纖維 vs 壓克力纖維）」及「染色機制（離子鍵結）」三個維度切入。建議採用條列式對比，讓閱卷委員能迅速掌握兩者的核心差異，獲取完整分數。
小題 (三)
何謂「氧化染料（oxidation dyestuff）」？
思路引導 VIP
看到「氧化染料」，應直覺聯想到其獨特的發色機制（需經過氧化反應）。作答時應涵蓋核心定義（無色或小分子前驅物經氧化發色）、化學反應機制（在纖維上氧化聚合成不溶性大分子），以及常見的工業實例（如苯胺黑或永久性染髮劑），並採條列式陳述以確保得分完整。
小題 (四)
試說明此製程在環境保護上的兩項意義。（7 分）
思路引導 VIP
看到反應式中消耗 CO₂ 且副產物只有 H₂O，應直覺聯想到當前的環保熱點：「碳捕捉與利用（CCU）」以及「綠色化學（無毒副產物）」。答題時請採用條列式，清楚陳述這兩大環保效益，並適度使用專有名詞以提升專業感。
染料分類與化學特性
💡 依據染料官能基電性與顯色反應原理區分應用範疇。
| 比較維度 | 酸性染料 (Acid Dyes) | VS | 鹽基性染料 (Basic Dyes) |
|---|---|---|---|
| 離子電性 | 陰離子型 (-) | — | 陽離子型 (+) |
| 關鍵官能基 | 磺酸基 (-SO3Na) | — | 胺基、季銨基 |
| 主要適用纖維 | 羊毛、蠶絲、尼龍 | — | 腈綸 (Acrylic) |
| 結合力來源 | 離子鍵、氫鍵 | — | 離子鍵 (庫倫力) |
💬兩者依電荷互補原理與纖維結合，酸性染料帶負電，鹽基性染料帶正電。
