高考申論題
115年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡、分析化學、儀器分析)
第 ㈠ 題
📖 題組：
五、以逆相層析法（reverse-phase liquid chromatography）分析可樂中的檸檬酸（C6H8O7：pKa1 = 3.1、pKa2 = 4.8、pKa3 = 6.4）及咖啡因（C8H10N4O2）含量。檸檬酸及咖啡因的結構如下： [圖：檸檬酸與咖啡因之化學結構式] ㈠當移動相（mobile phase）含有 20%甲醇及 80%水，請說明檸檬酸及咖啡因流出層析管柱的順序，並說明原因。（6 分） ㈡咖啡因的滯留時間（retention time）為 18.9 分鐘，未滯留物質流出管柱時間為 0.5 分鐘（tM）。未滯留物質及咖啡因訊號峰底部寬度（width of peak）分別為 0.5 分鐘及 1.0 分鐘。請計算咖啡因的滯留因子（retention factor, k’）。（6 分） ㈢若要滯留因子 k’= 10，以乙醇和水為移動相，乙醇和水的比例應該如何調整？（極性係數：水為 10.2，甲醇為 5.1，乙醇為 4.3）。（8 分）
五、以逆相層析法（reverse-phase liquid chromatography）分析可樂中的檸檬酸（C6H8O7：pKa1 = 3.1、pKa2 = 4.8、pKa3 = 6.4）及咖啡因（C8H10N4O2）含量。檸檬酸及咖啡因的結構如下： [圖：檸檬酸與咖啡因之化學結構式] ㈠當移動相（mobile phase）含有 20%甲醇及 80%水，請說明檸檬酸及咖啡因流出層析管柱的順序，並說明原因。（6 分） ㈡咖啡因的滯留時間（retention time）為 18.9 分鐘，未滯留物質流出管柱時間為 0.5 分鐘（tM）。未滯留物質及咖啡因訊號峰底部寬度（width of peak）分別為 0.5 分鐘及 1.0 分鐘。請計算咖啡因的滯留因子（retention factor, k’）。（6 分） ㈢若要滯留因子 k’= 10，以乙醇和水為移動相，乙醇和水的比例應該如何調整？（極性係數：水為 10.2，甲醇為 5.1，乙醇為 4.3）。（8 分）
當移動相（mobile phase）含有 20%甲醇及 80%水，請說明檸檬酸及咖啡因流出層析管柱的順序，並說明原因。（6 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 辨識分析系統：逆相層析（Reverse-Phase Chromatography, RPC）。
- 逆相層析的特性：固定相為非極性（如 C18），移動相為極性（如水/甲醇）。
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【考點分析】 本題考查逆相高效液相層析（RP-HPLC）的分離機制，以及由化合物結構判斷其相對極性與流出順序。 【理論/法規依據】
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