有关智能型微波消解仪的消解原理是怎样的?

称取0.2克-1.0克的试样置于消解罐中,加入约2mI的水,加入适量的酸。

通常是选用HNO3、HCI、HF、H2O2等,把罐盖好,放入炉中。

当微波通过试样时,极性分子随微波频率快速变换取向,2450MHz的微波,分子每秒钟变换方向2.45×109次;

分子来回转动,与周围分子相互碰撞摩擦,分子的总能量增加,使试样温度急剧上升。

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同时,试液中的带电粒子(离子、水合离子等)在交变的电磁场中;

受电场力的作用而来回迁移运动,也会与临近分子撞击,使得试样温度升高。

这种加热方式与传统的电炉加热方式绝然不同。

智能型微波消解仪的特性如下

(1)体加热。

电炉加热时,是通过热辐射、对流与热传导传送能量,热是由外向内通过器壁传给试样;

通过热传导的方式加热试祥。微波加热是一种直接的体加热的方式,微波可以穿入试液的内部。

在试样的不同深度,微波所到之处同时产生热效应,这不仅使加热更快速,而且更均匀。

大大缩短了加热的时间,比传统的加热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内就能被加热到摄氏几百度。

又如Mn02 1.5克在650W微波加热1min可升温到920K,可见升温的速率非常之快。

传统的加热方式(热辐射、传导与对流)中热能的利用部分低,许多热量都发散给周围环境中;

而微波加热直接作用到物质内部,因而提高了能量利用率。

(2)过热现象。

微波加热还会出现过热现象(即比沸点温度还高)。电炉加热时,热是由外向内通过器壁传导给试样;

在器壁表面上很容易形成气泡,因此就不容易出现过热现象,温度保持在沸点上,因为气化要吸收大量的热。

而在微波场中,其"供热"方式完全不同,能量在体系内部直接转化。

由于体系内部缺少形成气"泡"的"核心",因而,对一些低沸点的试剂,在密闭容器中,就很容易出现过热;

可见,密闭溶样罐中的试剂能提供更高的温度,有利于试样的消化。

(3)搅拌。

由于试剂与试样的极性分子都在2450MHz电磁场中快速的随变化的电磁场变换取向,分子间互相碰撞摩擦;

相当于试剂与试样的表面都在不断更新,试样表面不断接触新的试剂,促使试剂与试样的化学反应加速进行。

交变的电磁场相当于高速搅拌器,每秒钟搅拌2.45×109次,提高了化学反应的速率,使得消化速度加快。

由此综合,微波加热快、均匀、过热、不断产生新的接触表面。

有时还能降低反应活化能,改变反应动力学状况,使得微波消解能力增强,能消解许多传统方法难以消解的样品。

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