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微波消解試樣的原理

閱讀：2513 發(fā)布時(shí)間：2019-1-24

稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中，加入約2mI的水,，加人適量的酸,。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(shí)，極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(dòng),，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(shí),，試液中的帶電粒子（離子、水合離子等）在交變的電磁場(chǎng)中,，受電場(chǎng)力的作用而來回遷移運(yùn)動(dòng),，也會(huì)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(shí),，是通過熱輻射、對(duì)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(shí)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(shí)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度,。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K,，可見升溫的速率非常之快。傳統(tǒng)的加熱方式（熱輻射,、傳導(dǎo)與對(duì)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(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象（即比沸點(diǎn)溫度還

　　高）,。電爐加熱時(shí),，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(diǎn)上，因?yàn)闅饣沾罅康臒?。而在微波?chǎng)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(duì)一些低沸點(diǎn)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,。由于試劑與試樣的極性分子都在2450MHz電磁場(chǎng)中快速的隨變化的電磁場(chǎng)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(chǎng)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(shí)還能降低反應(yīng)活化能,，改變反應(yīng)動(dòng)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

微波消解試樣的原理

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