103年 - 103年司法人員、103年法務部調查局調查人員、103年國家安全局國家安全情報人員、103年海岸巡防人員、103年移民行政人員考調查三等三等_化學鑑識組#32469

科目：儀器分析 | 年份：103年 | 選擇題數：0 | 申論題數：16

試卷資訊

所屬科目：儀器分析

選擇題 (0)

申論題 (16)

水的基本震動頻率 (fundamental vibrational frequency）發生在 1640 cm ^-1。若以波長為 514.5 nm 之氬離子鐳射為光源，試求算該運動峰在拉曼光譜（Raman spectrum）上被觀測到的絕對波長（以奈米 nm 為單位）。（10 分）

未知物分子量及分子式分別為102 g/mol 及 C₆H₁₄O。其紅外線光譜和氫質子核磁共振光譜如下圖所示。試推定其結構式，並詳述推論過程。（15 分）

為估計一個複雜形狀的大型儲槽之體積，茲採用同位素稀釋法（isotopic dilution method），並配合使用稀土金屬鎦 Lu（lutetium）的可溶性鹽。此元素的原子量 M = 174.97 g/mol，它有兩種穩定的同位素 ¹⁷⁵Lu (97.4%)及 ¹⁷⁶Lu (2.6%)。相關步驟如下：在儲槽裝滿水以後，將 2 克含 6 分子結晶水的三氯化鎦 LuCl₃ · 6H₂O（式量為 389.42 g/mol）加入儲槽內。

1.導入儲槽的元素鎦 Lu，其質量 X 為若干？（5 分）攪拌至鎦鹽充分混合後，自儲槽取出 1 升的樣品溶液。其後，將 20 微克(μg) 的 LuCl₃·6H₂O（以純的同位素 ¹⁷⁶Lu 所製備）加入上述 1 升的樣品溶液中。（¹⁷⁶LuCl₃·6H₂O 之式量為 390.4 g/mol；¹⁷⁶Lu 的原子量為 175.94 g/mol）

計算添加至樣品中的¹⁷⁶Lu 的重量（以微克為單位表之）。（5 分）

以傳統的方法測量後，吾人發現這兩種同位素的莫耳組成分別為 ¹⁷⁶Lu=90.0%，及 ¹⁷⁵ Lu= 10.0%。請問那一種類的儀器最適合測量同位素的比值？（5 分）

【已刪除】討論本實驗中選用元素鎦Lu 的理由。（5 分）提示：與本題相關的天然同位素之相對含量如下：

試計算儲槽體積。（5 分）

試以簡單的計算，證明此一體積流率（flow rate），與相同類型、具標準直（內）徑 4.6 mm、及建議操作之體積流率為 1 毫升/分鐘（mL/min）的分離柱，兩者均具有相同的線速率（linear speed, cm/min）。（5 分）如右的層析圖，為直徑（ID）300 微米、長度25 公分的狹窄分離柱（300 μm × 25 cm），其分離出 16 種多環類芳香族碳氫化合物（PAH）的實例。圖中的箭頭顯示，此一 HPLC 分離程序的純溶劑滯留時間（t_M, hold-up time）為 4 min，第 1 個信號峰及第 16 個信號峰分別出現在 13 min 及 48 min。

被分離出的 16 種化合物中，對固定相有最大親和力者，其滯留體積（ retention volume）為何？（以毫升mL表之）（5分）

retention factor）為何？（5 分）對某一實驗所選用的兩支分離柱，均充填相同的固定相。其中一支分離柱的內徑為 4.6 mm，另一支則為 300 μm，而兩分離柱具相同的長度及相同的充填速率（V_S/V_M），其中 V_S 及 V_M 分別為分離柱內的固定相及流動相的體積。茲擬先後使用這兩個分離柱進行相同的層析實驗，並在與上述各自建議的操作體積流率之相同條件下進行。等量的相同化合物，亦先後注入至這兩支分離柱中。

當由其中一支分離柱更換至另一支分離柱後，化合物的滯留體積（或溶提體積 elution volume）是否會改變？試述之。（5 分）

在兩個實驗間，如果偵檢器的感度未做調整，試問相對應的溶提信號峰（elution peaks）的強度，是否會不同？試述之。（5 分）

凝膠滲透層析術(Gel permeation chromatography）可用來分離四個不同分子量之聚苯乙烯高分子標準品的混合物：9200, 76000, 1.1 * 10⁶及 3 * 10⁶克/莫耳。有下列三支管柱可供使用。這些管柱已預充填凝膠（gel），其分離的範圍如下：
A：70000 至 4 * 10⁵克/莫耳

B：10⁵至 1.2 * 10⁶克/莫耳

C：10⁶至 4 * 10⁶克/莫耳如果可以允許將上述的兩個管柱首尾串連，如何在單一的分離操作中將這四個高分子樣品分離？（15 分）

列三個層析技巧，那個專有術語最能分別表示待測物與固定相間的交互作用？（請配對）（10 分）

1. 逆相（reverse phase） a. 親水性（hydrophilicity）

2. 離子層析術（ionic chromatography） b. 疏水性（hydrophobicity）

3. 正相（normal phase） c. 質子化/游離化（protonation/ionization） 1

【已刪除】2

【已刪除】3