115年:藥學二(第2次)
下列有關Van Deemter 公式的敘述，何者正確？
A可應用於氣相層析
BH 值越大，代表管柱效能越高
CB 值與eddy diffusion 有關
DC 值與分子在液相中擴散速率有關
詳細解析
本題觀念
Van Deemter 公式用來描述層析柱中展寬帶與流速的關係，常寫成 H = A + B/u + Cu。H 是理論板高（height equivalent to a theoretical plate, HETP），u 是流動相的線性速度；在柱長固定時，H 越小代表理論板數越多、柱效能越好。A、B、C 三項分別反映不同的展寬來源：A 是多重流路造成的 eddy diffusion，B 是縱向擴散，C 則是溶質在流動相與固定相之間交換不夠快所形成的傳質阻力。這個模型不是液相層析專用，也可用來討論氣相層析，因此答案為 A。
選項分析
- A. 可應用於氣相層析：正確答案。 在 GC 中，載流氣體的線性速度會影響分析物在管柱內的展寬與分離效率。Van Deemter 公式可用來描寫板高隨氣體流速改變的趨勢，並協助尋找適當操作流速，所以並非只適用於液相層析。
- B. H 值越大，代表管柱效能越高：錯誤。 H 是單一理論板所對應的柱長，H = L/N，其中 L 是柱長、N 是理論板數。柱長固定時，H 越小表示同樣長度內可形成越多理論板，峰展寬越小、分離效率越高；H 越大反而表示柱效較差。
- C. B 值與 eddy diffusion 有關：錯誤。 B/u 項代表縱向擴散，亦即分析物沿柱軸方向擴散，通常在流速較低時更容易造成峰展寬。多重流路或 eddy diffusion 是 A 項，不是 B 項；把 A 與 B 對調是本選項的錯誤。
- D. C 值與分子在液相中擴散速率有關：錯誤。 C u 項代表傳質阻力，重點是分析物在流動相與固定相之間的交換速度，以及固定相內外的傳遞是否充分。液相中的擴散係數確實可能影響傳質，但 C 不是「分子在液相中的擴散速率」本身；本選項把影響因素誤寫成公式項目的定義。
答案解析
解題時先記住公式的三項對應：A＝多重流路，B＝縱向擴散，C＝傳質阻力。再記 H 的方向性：H = L/N，因此柱長相同時，N 越大、H 越小，柱效能越高。Van Deemter 模型可用於氣相與液相層析的柱效評估；在 GC 中，還可藉由改變載流氣體線性速度，觀察縱向擴散與傳質阻力的取捨。故 A 的敘述正確；B 將 H 的理想方向說反，C 將 A、B 項次混淆，D 則把 C 項與影響傳質的擴散因素混為一談。
核心知識點
- Van Deemter 公式：H = A + B/u + Cu。
- A 項：多重流路（eddy diffusion），與填充不均一或不同流路長度造成的展寬有關，通常不隨流速呈現 B/u 或 Cu 的形式。
- B/u 項：縱向擴散，分析物沿柱軸方向擴散；流速低時，此項影響較明顯。
- Cu 項：傳質阻力，分析物在流動相與固定相間交換不完全；流速高時，來不及達到平衡，峰展寬會增加。
- H 與柱效能： H = L/N；固定柱長下，H 越小、N 越大，分離效率越高。
- 公式的用途包括評估 GC 與 LC 的最佳流速、比較管柱效能，以及理解流速改變如何影響解析度。