109年:藥學三(第1次)

在24℃ 下,利用 Langmuir isotherm 以不同的 Y座標,畫出下面二個圖形,下列敘述何者正確?( X:吸附溶質的量; m:吸附劑的量) 圖片

A1與A有較佳單層吸附量
B1與B有較佳單層吸附量
C2與A有較佳單層吸附量
D2與B有較佳單層吸附量

詳細解析

本題觀念:

本題考查Langmuir 吸附等溫線 (Langmuir Adsorption Isotherm) 的圖形判讀與線性化方程式轉換。核心概念在於理解標準吸附曲線(X/mX/m vs CC)與線性化作圖(C/(X/m)C/(X/m) vs CC)中,各參數(斜率、截距)所代表的物理意義,特別是「單層最大吸附量」(Monolayer adsorption capacity, ymaxy_{max}bb)如何從圖形中求得。

影像分析:

  1. 左圖 (標準吸附曲線)

    • 座標軸:Y軸為 X/mX/m(每單位吸附劑吸附的溶質量),X軸為 CC(平衡濃度)。
    • 圖形特徵:這是 Langmuir 等溫線的原始雙曲線形式。隨著濃度 CC 增加,吸附量 X/mX/m 逐漸上升並趨於平緩,最終達到飽和值(高原區)。
    • 判讀曲線 A 的飽和高度明顯高於 曲線 B。這代表在飽和狀態下,A系統的單位吸附劑能吸附更多的溶質。
    • 結論A 的單層最大吸附量 (ymaxy_{max}) 大於 B
  2. 右圖 (線性化作圖)

    • 座標軸:Y軸為 CX/m\frac{C}{X/m},X軸為 CC
    • 方程式依據

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