複選題
30 下列有關氣相層析用之毛細管柱層析管(Capillary column)與充填管柱(Packed column)之敘述,何者錯誤?
(A) 充填管柱之內壓較大
(B) 毛細管柱層析管所能打入分析之樣品量較小
(C) 毛細管柱層析管之分離效力較佳
(D) 毛細管柱一般之內徑為 1-2cm
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統計: A(266), B(26), C(40), D(313), E(8) #466746
統計: A(266), B(26), C(40), D(313), E(8) #466746
詳解 (共 8 筆)
#2585489
為什麼不是毛細管管柱的內壓大呢?
覺得怪怪的
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#7269492
A正確
充填管柱內部擠滿了微小的固體顆粒,再被液體包覆,移動相(氣體)必須在極小縫隙中擠過去
毛細管管柱是中空的,雖然管徑很細,但氣體可以順暢通過
因此,充填管柱內壓確實比較大
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#7413166
填充柱與毛細管柱的壓力特性對比
| 特性 | 填充式管柱 (Packed Column) | 毛細管柱 (Capillary Column) |
|---|---|---|
| 典型內壓範圍 | 10 ~40psi | 5~100psi(變動範圍極大) |
| 管柱長度 | 較短(1~3m) | 較長(10~100m) |
| 管柱內徑 | 較粗(2~5mm) | 極細(0.15~0.5mm) |
| 內部結構 | 填滿固體顆粒,氣體從縫隙通過 | 空心管柱,僅管壁塗覆固定相 |
| 限制因素 | 顆粒間隙大,阻力適中 | 管徑極細且管線極長,產生高背壓 |
| 典型載氣流量 | 較高(20~60mL/min) | 較低(0.5 ~ 5 mL/min) |
為什麼毛細管柱的壓力變化這麼大?
- 管徑(內徑)縮小,壓力變大
根據流體力學,氣流阻力與管徑的四次方成反比。例如從 0.32mm縮小到 0.25 mm內徑的毛細管,即使長度相同,所需的推動壓力也會大幅上升。 - 長度越長,阻力越大
毛細管柱動輒 30m或60m,長度是填充柱的數十倍。氣體在狹窄且漫長的通道中流動,必須施加更高的進樣口壓力才能維持管尾的出氣流速。 - 溫度越高,壓力越大(恆定流速模式)
在現代 GC 的「恆定流速(Constant Flow)」模式下,當管柱溫度升高時,載氣的黏度會變大。為了維持固定的流速,電子壓力控制(EPC)系統會自動大幅調高內壓。填充柱通常使用恆定壓力(Constant Pressure)模式,較少有這種動態劇烈升壓的情形。
如果您想確認特定管柱的壓力設定,可以參考 Agilent GC 壓力流速計算器 等線上工具輸入規格進行動態估算。
✅ 結論
填充式管柱因為管徑粗、管身短,內壓表現相對低且穩定(常在 30 psi以下);而毛細管柱因管徑極細、管身極長,需要較高且隨溫度大幅變動的內壓來驅動載氣。
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#3047893
求解
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