微波消解儀的工作原理

稱(chēng)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(guò)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(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng),，與周?chē)肿酉嗷ヅ鲎材Σ?，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(lái)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(guò)熱輻射,、對(duì)流與熱傳導(dǎo)傳送能量,，熱是由外向內(nèi)通過(guò)器壁傳給試樣，通過(guò)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,。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K，可見(jiàn)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?chē)h(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(guò)熱現(xiàn)象,。微波加熱還會(huì)出現(xiàn)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)熱，可見(jiàn),，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(guò)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,。