24.下列何種測定粉末粒子大小之方法,其估算粒子平均大小之原理與重量有關?①過篩法(sieving) ② 光學
顯微鏡法(optical microscope) ③ 電子感應區法(Coulter counter) ④沉降法(sedimentation)
(A)僅①④
(B)僅②③
(C)①③④
(D)②③④
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統計: A(3486), B(149), C(861), D(547), E(0) #2756353
統計: A(3486), B(149), C(861), D(547), E(0) #2756353
詳解 (共 9 筆)
#6526189
以重量計算之平均粒子大小:過篩法、光散射法、沉降法
由體積計算之平均粒子大小:光散射法、離子感應區法、光阻斷法、空氣滲透法、光顯微鏡法
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#6433671
我不懂過篩法跟重量有什麼關係欸?不是就只跟體積或是粒徑大小有關嗎?
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#6287248
蠻直觀的
過篩就不用說了
沉降當然跟重力有關
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#7417532
這題要釐清的點是題目在問的是「推算粒徑過程中需要知道粉末重量」的測量法,不是「可以得知粉末重量」的測量法
國考考點深挖與微粒學學理拆解:
在微粒學(Micromeritics)中,測定粉末粒子大小(Particle size)的各類方法都有其特定的「物理量偵測原理」。題目問的是「估算平均粒徑的原理與重量(或體積質量)有關」,我們來逐一拆解這四種經典方法的本質:
1. 為什麼 ① 與 ④ 與「重量」有關?
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① 過篩法(Sieving) ➔ ⭕️ 與重量有關
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操作與原理:這是將粉末放在由粗到細、垂直疊放的一系列標準篩網上,經過機械震動後,粉末會依據顆粒大小留在不同的篩網上。
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如何計算平均粒徑:藥師或實驗者最後是去「秤重」留存在各個篩網上的粉末重量。計算平均粒徑時,是以「各篩網上粉末的重量百分比(Weight percentage)」作為加權計算的依據(即 Weight-distribution)。因此,其原理與重量有直接關係。
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④ 沉降法(Sedimentation) ➔ ⭕️ 與重量有關
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操作與原理:最經典的就是利用 安德森移液管法(Andreasen pipette method)。它是讓粉末懸浮在液體中,利用斯托克斯定律(Stokes' law)計算粒子沉降的速率。
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斯托克斯公式:v=18ηd2(ρs−ρf)g
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如何計算平均粒徑:公式中的 ρs(固體密度) 緊密關係到粒子的質量與重量。在固定時間點,我們會吸取特定深度的懸浮液並烘乾「秤重」,藉由不同時間點留存固體的「重量變化」來推算粒徑分布。因此,它本質上也是一種重量/體積分布的測量。
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2. 為什麼 ② 與 ③ 與「重量」無關?
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② 光學顯微鏡法(Optical microscope) ➔ ❌ 與重量無關
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操作與原理:這是直接用肉眼或顯微鏡相機去「看」個別粒子,並用格線目鏡去量測單個粒子的投影幾何形狀(如馬丁粒徑 Martin's diameter、費雷特粒徑 Feret's diameter)。
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本質:它是直接一顆一顆「數(Number)」出來的,算出來的是個數分布(Number-distribution),量測過程完全不需要知道粉末有多重或密度多少。
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③ 電子感應區法(Coulter counter / 庫爾特計數器) ➔ ❌ 與重量無關
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操作與原理:讓粉末懸浮在電解質溶液中,並通過一個微小孔徑。當粒子通過孔徑時,會取代同體積的液體,導致兩端電極之間的「電阻短暫增加」。
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本質:儀器偵測的是電阻脈衝訊號的大小,這與粒子的「體積(Volume)」成正比。每通過一顆就計數一次,它本質上是透過「體積」去回推「個數」的計數器,完全不涉及重力沉降或重量秤重。
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? 微粒學考場秒殺反射
考卷上如果考到粒徑測定法的「數據分布分類」,請直接內建這個對應:
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個數分布(Number) ➔ 光學顯微鏡法(②)
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體積分布(Volume) ➔ 庫爾特計數器(③)
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重量分布(Weight) ➔ 過篩法(①)、沉降法(④)
這樣一整理,看到題目問「與重量有關」,就能毫不猶豫秒選 ①④,拿下分數!
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? 【與個數(Number)有關】:
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光學顯微鏡法(Optical microscope)
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庫爾特計數器(Coulter counter)— 註:它雖量體積,但本質是數顆數。
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? 【與面積(Surface Area)有關】:
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空氣滲透法(Air permeability / Fisher sub-sieve sizer)
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氣體吸附法(BET method) — 量測比表面積換算粒徑,同樣需要精準秤重(m2/g)。
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? 【與重量/質量(Weight / Mass)有關】:
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過篩法(Sieving) ➔ 秤篩網上粉末重。
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沉降法(Sedimentation / 安德森移液管) ➔ 烘乾秤不同時間的液體固體重。
- 氣體吸附法(BET method) — 量測比表面積換算粒徑,同樣需要精準秤重(m2/g)。
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