下列有關折光率測定之敘述，何者最不適當？

本題觀念：

本題主要測驗考生對於折光率 (Refractive Index) 的基本物理定義、測量標準條件、儀器原理及其操作限制的理解。這是藥物分析中鑑別物質純度與身分的重要物理常數。

選項分析

• A. 於20℃時，蒸餾水之折光率為1.3330

  • 正確（適當）。
  • 折光率會隨溫度改變，通常溫度升高折光率會下降。
  • 依據藥典及標準物理數據，蒸餾水在 20℃ 時的折光率（$n^{20}_D$）定義為 1.3330；而在 25℃ 時則約為 1.3325。這是校正折射計時最常用的標準參考值。

• B. 理論之正確度可達±0.0001

  • 正確（適當）。
  • 一般的阿培氏折射計（Abbe Refractometer）設計上可以讀取到小數點後第四位。
  • 雖然實際操作誤差可能在 ±0.0002 左右，但其刻度解析度與理論測量精度通常被描述為可達 ±0.0001。這符合藥物分析中對精密度的要求。

• C. 測定時只能使用阿培氏折射計

  • 錯誤（最不適當）。
  • 雖然阿培氏折射計是藥典中描述折光率測定法的經典儀器，也是教學實驗室最常見的設備，但並非「只能」使用此種儀器。
  • 現代實驗室與製藥工業已廣泛使用數位式折射計（Digital Refractometer）、手持式折射計或浸入式折射計。特別是全自動數位折射計，能提供更高的準確度並自動進行溫度校正，消除了人為讀數誤差。因此，「只能使用」過於武斷且不符合現況。

• D. 光線在兩種密度不同之介質間穿越時，因速度之變更而產生光之折射現象

  • 正確（適當）。
  • 這正是折射的物理定義。
  • 折光率（n）的定義即為：光在真空（或空氣）中的速度 ($v_1$) 與光在該介質中的速度 ($v_2$) 之比值（$n = v_1 / v_2$）。光進入不同光學密度的介質時，因傳播速度改變而導致行進方向偏折，即為折射現象。

答案解析

本題要求選出「最不適當」的敘述。 選項 (C) 宣稱「只能」使用阿培氏折射計，這在現代分析化學與藥典規範中皆不正確，因為已有數位式及其他類型的折射計可供使用。其他選項 (A)、(B)、(D) 皆為折光率測定之正確物理性質與標準數據描述。

因此，正確答案為 (C)。

核心知識點

考生應掌握以下折光率測定的重點：

1. 定義與原理：$n = \frac{\sin i}{\sin r} = \frac{v_{air}}{v_{medium}}$。折射是因光速改變而產生。
2. 標準條件：除非另有規定，藥典測定溫度通常為 20℃（部分國家或特定物質為 25℃），光源為鈉光 D 線（波長 589.3 nm）。符號表示為 $n^{20}_D$。
3. 校正標準：使用蒸餾水進行校正。
   • 20℃：1.3330
   • 25℃：1.3325
4. 影響因素：
   • 溫度：溫度升高，密度變小，光速變快，折光率下降（一般液體每升高 1℃，n 約下降 0.00045）。
   • 波長：波長越短，折光率越大。
5. 儀器：
   • 阿培氏折射計 (Abbe Refractometer)：最常用，利用臨界角 (Critical Angle) 原理測定。可測範圍通常為 1.3000~1.7000。
   • 現代亦可用數位自動折射計。

參考資料

1. 中華藥典第八版 - 折光率測定法通則
2. 109年第二次專技高考醫師/藥師考試試題 - 藥物分析
3. Refractive Index of Water - Standard Values