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微波消解儀工作原理

原理
稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中，加入約2mI的水,，加入適量的酸,。通常是選用HNO3、HCI,、HF,、H2O2等,，把罐蓋好，放入爐中,。當(dāng)微波通過試樣時,，性分子隨微波頻率快速變換取向，2450MHz的微波,，分子每秒鐘變換方向2.45×109次，分子來回轉(zhuǎn)動,，與周圍分子相互碰撞摩擦,，分子的總能量增加，使試樣溫度急劇上升,。同時,，試液中的帶電粒子(離子、水合離子等)在交變的電磁場中,，受電場力的作用而來回遷移運(yùn)動,，也會與臨近分子撞擊，使得試樣溫度升高,。這種加熱方式與傳統(tǒng)的電爐加熱方式絕然不同,。

(1)體加熱,。電爐加熱時，是通過熱輻射,、對流與熱傳導(dǎo)傳送能量，熱是由外向內(nèi)通過器壁傳給試樣,，通過熱傳導(dǎo)的方式加熱試祥,。微波加熱是一種直接的體加熱的方式，微波可以穿入試液的內(nèi)部,，
在試樣的不同深度,，微波所到之處同時產(chǎn)生熱效應(yīng)，這不僅使加熱更快速,，而且更均勻,。大大縮短了加熱的時間,，比傳統(tǒng)的加熱方式既快速又效率高,。如:氧化物或硫化物在微波(2450MHz ,、800W)作用下, 在1min內(nèi)就能被加熱到攝氏幾百du,。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K,，可見升溫的速率之快,。傳統(tǒng)的加熱方式(熱輻射,、傳導(dǎo)與對流)中熱能的利用部分低，許多熱量都發(fā)散給周圍環(huán)境中,，而微波加熱直接作用到物質(zhì)內(nèi)部，因而提高了能量利用率,。
(2)過熱現(xiàn)象,。微波加熱還會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象(即比沸點溫度還高)。電爐加熱時,，熱是由外向內(nèi)通過器壁傳導(dǎo)給試樣,，在器壁表面上很容易形成氣泡，因此就不容易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,，溫度保持在沸點上,，因為氣化要吸收大量的熱。而在微波場中,，其"供熱"方式不同，能量在體系內(nèi)部直接轉(zhuǎn)化,。由于體系內(nèi)部缺少形成氣"泡"的"核心",，因而， 對一些低沸點的試劑,，在密閉容器中,，就很容易出現(xiàn)過熱，可見,，密閉溶樣罐中的試劑能提供更高的溫度,，有利于試樣的消化。
(3)攪拌,。由于試劑與試樣的性分子都在2450MHz電磁場中快速的隨變化的電磁場變換取向，分子間互相碰撞摩擦,，相當(dāng)于試劑與試樣的表面都在不斷更新,，試樣表面不斷接觸新的試劑，促使試劑與試樣的化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行,。交變的電磁場相當(dāng)于高速攪拌器,，每秒鐘攪拌2.45×109 次，提高了化學(xué)反應(yīng)的速率，使得消化速度加快,。由此綜合,，微波加熱快、均勻,、過熱,、不斷產(chǎn)生新的接觸表面。有時還能降低反應(yīng)活化能,，改變反應(yīng)動力學(xué)狀況，使得微波消解能力增強(qiáng),，能消解許多傳統(tǒng)方法難以消解的樣品,。