108年:藥學二(第2次)

配製液相層析之動相時,乙酸緩衝液中加入乙 腈時,會使其 pH 值產生下列何種變化?

A增加
B減少
C不變
D隨乙 腈加入之百分比增加而降低

詳細解析

本題觀念:

配製液相層析(liquid chromatography, LC)動相時,常以水系緩衝液加入有機溶劑(如乙腈 acetonitrile, ACN)組成混合動相。此過程中,有機溶劑的加入會改變溶液的表觀 pH 值(apparent pH),因為有機溶劑改變了溶液的**介電常數(dielectric constant)**和酸鹼解離平衡,進而影響緩衝液的實際酸鹼度。

選項分析

(A) 增加(正確答案) 當乙酸緩衝液(acetic acid buffer)中加入乙腈時,表觀 pH 值升高(增加)。機制如下:

  • 乙腈的介電常數(約 37)低於水(約 80),混合後整體介電常數降低
  • 較低的介電常數使質子的解離常數(pKa\text{p}K_a)升高
  • 乙酸(pKa\text{p}K_a 水中約 4.75)在有機-水混合溶劑中 pKa\text{p}K_a 增大
  • pKa\text{p}K_a 增大意味著酸性減弱,即 pH 相對升高
  • 研究顯示:含乙腈的乙酸-乙酸鹽緩衝液,隨乙腈比例增加,表觀 pH 普遍升高約 0.5–2 個 pH 單位(依乙腈比例而定)

(B) 減少 不正確。乙腈加入乙酸緩衝液後 pH 升高,不是降低。若加入強酸性有機溶劑才可能降低 pH,但乙腈本身為中性有機溶劑。

**(C) 不變

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