申論 1請回答下列有關原子吸收光譜術（atomic absorption spectroscopy）的問題：為決定一個未知水溶液中的鉻含量C，茲使用標準添加法（standardaddition method）。為執行這個方法，製備了5 個溶液（1-5）如下：10 mL的未知溶液先加入5 個有刻度的燒瓶，接著遞增體積的標準溶液E（鉻濃度C 為15.7 mg/L）添加至燒瓶2-5。最後，5 個燒瓶再以水充填至50EmL。我們測量了在波長= 359.7 nm 處的吸收度（absorbance），數據收集與整理如下表：V1（mL）VE（mL）燈源在正常功率模式下的吸收燈源在高功率模式下的吸收度未知溶液校正溶液度（Absorbance in normal power（Absorbance in high powermode of the lamp）mode of the lamp）總量50mL㈠燈源在高功率模式下的吸收度測量數據，提供了什麼資訊？（5 分）㈡試解釋題㈠的原理。（10 分）㈢利用線性迴歸法（最小平方法），計算原始未知10 mL 樣品中的鉻含量C（以g/L 及ppm 表之）。（10 分）提示：對於n 組數據對（x,y），（x,y），…，（x,y），以線性迴歸法（最1122nn小平方法）所得到的線性方程式為y = mx + b，其中直線的斜率m，及y 截距b，可以下列算式求出：nnnn2nm = [ nx y-（x）（y）] / [n（x ）-（x）2]iiiiiii1i1i1i1i1n2nnnn2nb = [（x ）（y）-（x y）（x）] / [n（x ）-（x）2]iiiiiiii1i1i1i1i1i1
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弱點分析
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申論 2某無鉛汽油的層析分析以下述的條件進行之。管柱：管長L = 150 m，內徑ID = 0.25 mm，塗覆薄膜厚度d = 0.25 m，f非極性固定相為“PDH150”，注射器之分離比split ratio 為100：1，溫度T = 200oC；火焰游離偵測器FID，溫度T = 200oC；管柱加熱箱T = 35oC；攜行氣體為He；流速u = 20 cm/sec，管柱前端壓力為2.5 bar；注射體積為1 L。下表中，列出了在實驗溫度下，由層析圖所觀測之溶質溶解的自由熱焓（free enthalpy of dissolution）變化。溶質2,3-dimethyl2,4-dimethyl2-methyl3-methylBenzenepentane（2,3-二pentane（2,4-hexane（2-hexane（3-（苯）甲基戊烷）二甲基戊烷）甲基己烷）甲基己烷）G0-17.79-16.80-17.73-18.05-17.27（kJ/mol）不同溶質的滯留時間（retention time）t，根據訊號峰編號，表列如下：R訊號峰編號1011121314t（min）48.0055.1763.9064.5968.28R（每小題5 分，共25 分）㈠計算與此分析相關的維持時間（hold-up time）t。由於甲烷不會被固M定相滯留，試求算在實驗溫度下，其自由熱焓（free enthalpy）的變化，G0。㈡將每一個訊號峰（編號10-14），對應至正確的溶質，並說明配對的合理性。㈢由2,3-二甲基戊烷（2,3-dimethyl pentane），其半高寬FWHM 為25 sec，試計算管柱的理論板數（theoretical plate number）。㈣試計算管柱的流動相與固定相之兩相體積比例（phase ratio）。㈤以兩種不同方式，計算苯的分布係數K（distribution coefficient）。1.利用其溶解自由熱焓變化。（variation of free enthalpy of dissolution）2.由其滯留因子（retention factor）。提示：⑴由化學平衡的熱力學研究，可推導出以下的公式：G0 = -RT ln K，其中G0 為絕對溫度T 之下的自由熱焓TTT（variation of free enthalpy），K 為平衡常數，R 為氣體常數T（8.314 J/（mol-K）），及T 為絕對溫度（K）。⑵層析術中，理論板數N，可以下式計算之：N = 5.54（t/）2，其中t 及，分別為滯留時間與半高寬。RR
申論 3請回答下列有關質譜術（mass spectrometry，MS）的問題：㈠什麼是選擇性反應監控（selected reaction monitoring）？（9 分）㈡為何它也被稱之為MS/MS？（8 分）㈢對一個特殊的試樣，為何它可以改善訊雜比（signal-to-noise ratio）？（8 分）
申論 4已知某化合物的不完整分子式如下：CHOX。由其紅外光譜圖在3320cm-1 607 N/m的吸收波帶，得知與這個振動有關的化學鍵之力常數為。根據這些資訊，我們有可能決定在此分子式中未知原子X 為何。㈠計算與這個吸收波帶相關的還原質量（reduced mass）。（10 分）㈡形成這個化學鍵的兩個原子，其中一個原子已知為氫原子；試推斷未知原子X 為何。得知這個化合物的分子量M = 75.1 g/mol，也從這項資訊來證實這個未知原子X 為何的假設（hypothesis）。（10 分）㈢與這個吸收波帶相關的分子振動種類為何？（5 分）提示：由簡諧振盪器模型，化學鍵的振動頻率，可以下式計算之：= 1/（2）（k/）0.5其中為頻率（Hz），k 為力常數，為還原質量，光速c=3 × 108m/s。