微(wei)波消(xiao)解(jie)儀工(gong)作(zuo)原理(li)

微(wei)波消(xiao)解(jie)儀工(gong)作(zuo)原理(li)

原理(li)
稱取(qu)0.2克(ke)-1.0克(ke)的(de)試(shi)樣置於消解(jie)罐中(zhong)，加入約2mI的(de)水，加入適(shi)量(liang)的酸。通常(chang)是(shi)選用HNO3、HCI、HF、H2O2等(deng)，把(ba)罐蓋好，放(fang)入(ru)爐中(zhong)。當微(wei)波通(tong)過試樣時，性(xing)分(fen)子隨(sui)微(wei)波頻(pin)率快(kuai)速變(bian)換(huan)取(qu)向(xiang)，2450MHz的微(wei)波，分(fen)子每秒鐘(zhong)變(bian)換方(fang)向(xiang)2.45×109次，分子來(lai)回(hui)轉動(dong)，與周(zhou)圍(wei)分(fen)子相互碰撞摩(mo)擦(ca)，分子的總(zong)能量(liang)增加，使試(shi)樣溫(wen)度(du)急劇上(shang)升(sheng)。同時，試(shi)液中(zhong)的(de)帶(dai)電(dian)粒子(離子、水合(he)離子等(deng))在(zai)交(jiao)變(bian)的電(dian)磁(ci)場(chang)中(zhong)，受(shou)電(dian)場(chang)力的(de)作(zuo)用(yong)而(er)來(lai)回(hui)遷(qian)移(yi)運(yun)動(dong)，也會(hui)與(yu)臨(lin)近(jin)分(fen)子撞擊(ji)，使得試樣溫(wen)度(du)升(sheng)高。這(zhe)種(zhong)加熱方(fang)式與傳統(tong)的(de)電(dian)爐加熱方(fang)式絕然不(bu)同。

(1)體(ti)加熱。電(dian)爐加熱時(shi)，是(shi)通過熱輻(fu)射、對(dui)流與熱(re)傳導傳送(song)能量，熱(re)是(shi)由外(wai)向(xiang)內通過器(qi)壁(bi)傳給試樣，通過熱傳導的方(fang)式加熱試(shi)祥(xiang)。微(wei)波加熱是(shi)壹(yi)種直接的體(ti)加熱的(de)方(fang)式，微(wei)波可(ke)以(yi)穿入(ru)試(shi)液的內部(bu)，
在(zai)試(shi)樣的不同深(shen)度(du)，微(wei)波所(suo)到之處同(tong)時(shi)產(chan)生熱(re)效(xiao)應(ying)，這(zhe)不(bu)僅(jin)使(shi)加熱更(geng)快速，而(er)且更(geng)均(jun)勻。大大縮短(duan)了加熱的(de)時(shi)間，比傳統(tong)的(de)加熱方(fang)式既快(kuai)速又(you)效(xiao)率高。如(ru):氧(yang)化物(wu)或(huo)硫化物(wu)在(zai)微(wei)波(2450MHz 、800W)作(zuo)用(yong)下, 在(zai)1min內就能(neng)被(bei)加熱到(dao)攝(she)氏(shi)幾百du。又(you)如(ru)Mn02 1.5 克在(zai)650W微(wei)波加熱1min可(ke)升(sheng)溫(wen)到(dao)920K，可(ke)見升(sheng)溫(wen)的(de)速率之快。傳統(tong)的(de)加熱方(fang)式(熱輻(fu)射、傳導與對(dui)流)中(zhong)熱(re)能的(de)利用(yong)部(bu)分低(di)，許多(duo)熱(re)量(liang)都發(fa)散給周圍(wei)環(huan)境(jing)中(zhong)，而(er)微(wei)波加熱直接作(zuo)用(yong)到(dao)物(wu)質內部(bu)，因而提(ti)高了能(neng)量利(li)用(yong)率。
(2)過熱現(xian)象。微(wei)波加熱還會出現(xian)過熱現(xian)象(即(ji)比沸(fei)點溫(wen)度(du)還高)。電(dian)爐加熱時(shi)，熱(re)是由(you)外向(xiang)內通過器(qi)壁(bi)傳導給試樣，在(zai)器(qi)壁(bi)表面上很容(rong)易(yi)形成氣泡，因此就不(bu)容(rong)易出(chu)現(xian)過熱現(xian)象，溫(wen)度(du)保持在(zai)沸(fei)點(dian)上，因為(wei)氣化要(yao)吸(xi)收大量的(de)熱(re)。而在(zai)微(wei)波場(chang)中(zhong)，其(qi)"供熱"方(fang)式不同(tong)，能量在(zai)體(ti)系(xi)內部(bu)直接轉化。由(you)於體(ti)系(xi)內部(bu)缺少(shao)形成氣"泡"的(de)"核(he)心(xin)"，因而， 對(dui)壹(yi)些低(di)沸點(dian)的試劑，在(zai)密閉(bi)容(rong)器(qi)中(zhong)，就很(hen)容(rong)易出(chu)現(xian)過熱，可(ke)見，密閉(bi)溶(rong)樣罐中(zhong)的(de)試劑(ji)能提(ti)供更(geng)高的(de)溫(wen)度(du)，有(you)利(li)於試樣的消化。
(3)攪拌(ban)。由於試劑(ji)與(yu)試樣的性(xing)分(fen)子都在(zai)2450MHz電(dian)磁(ci)場(chang)中(zhong)快(kuai)速的(de)隨(sui)變(bian)化的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)變換取向(xiang)，分子間互相碰撞摩(mo)擦(ca)，相當於試劑(ji)與(yu)試樣的表面都在(zai)不(bu)斷更(geng)新(xin)，試(shi)樣表面不斷接觸(chu)新(xin)的(de)試劑，促(cu)使(shi)試劑與(yu)試(shi)樣的化學反(fan)應(ying)加速進(jin)行(xing)。交變(bian)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)相當於高速攪拌(ban)器(qi)，每秒鐘(zhong)攪拌(ban)2.45×109 次，提(ti)高了化學反(fan)應(ying)的(de)速率，使(shi)得消化速度(du)加快。由(you)此(ci)綜(zong)合(he)，微(wei)波加熱快(kuai)、均(jun)勻、過熱、不斷產(chan)生新(xin)的(de)接觸(chu)表面。有(you)時(shi)還能降低(di)反(fan)應(ying)活(huo)化能(neng)，改(gai)變(bian)反(fan)應(ying)動(dong)力學狀(zhuang)況(kuang)，使(shi)得微(wei)波消(xiao)解(jie)能力增強，能(neng)消(xiao)解(jie)許多(duo)傳統(tong)方(fang)法難以消(xiao)解(jie)的樣品。