高考申論題
114年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 一 題
📖 題組：
請回答下列有關儀器分析問題。
請回答下列有關儀器分析問題。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
濾紙色層分析某化合物時，溶劑前沿的移動距離為 5 公分，化合物色點的移動距離為 3 公分，其阻滯因數（Rf）值應為何？（5 分）
思路引導 VIP
本題測驗色層分析中阻滯因數（Rf）的基礎定義。解題時直接聯想公式：Rf = 化合物移動距離 ÷ 溶劑前沿移動距離，將已知數值代入即可，並留意 Rf 值恆為無單位的純小數（介於0至1之間）。
小題 (二)
某物質經過 20 cm 長的層析管柱，所得圖譜中的尖峰底部寬度為 8 秒，滯留時間為 40 秒，則該層析管之理論板數（N）和理論板高（H）為多少？（10 分）
思路引導 VIP
看到層析管柱的計算題，首先要聯想到評估管柱效能的兩個核心參數：理論板數(N)與理論板高(H)。提取題目給定的滯留時間(tR)與峰底寬度(W)，代入 N = 16(tR/W)² 求解理論板數，再利用 H = L/N 即可求得理論板高。
小題 (三)
若此未知樣品理論上應為純氯化鈉（NaCl；原子量 Na=23.0），請計算此樣品中「氯化鈉 NaCl 的純度」（請以重量百分比表示）。（10 分）
思路引導 VIP
本題的核心在於「莫耳數守恆」與「重量百分比」的換算。考生應先由 AgCl 沉澱物的重量求出其莫耳數，因為 1 莫耳的 AgCl 來自 1 莫耳的 Cl⁻，而 1 莫耳的 Cl⁻ 來自 1 莫耳的 NaCl，藉此推算出樣品中真實的 NaCl 質量，最後除以樣品總重即可得純度。
層析分離效能計算
💡 熟練層析分離指標 Rf 值與管柱效能參數 N、H 的公式推導與應用。
- 阻滯因數 Rf 定義：Rf = 溶質移動距離 / 溶劑前沿距離。數值恆介於 0 與 1 之間。
- 理論板數 N 計算：採峰底寬度 W 時，公式為 N = 16 * (tR / W)^2；tR 與 W 單位須一致。
- 理論板高 H 定義：H = L / N（L 為柱長）。H 值越小，代表管柱分離效能越好。
- 答題架構：先列出已知參數與單位，寫出標準公式，帶入數值計算並標註單位。
