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            微波消解儀的特性以及工作原理
            更新時間:2024-01-11 點擊次數:85

            微波消解儀的特性以及工作原理

            首先,我們來了解一下微波的特性,從而可以了解什么物質吸收微波?什么物質反射微波?什么物質對微波沒有任何影響?(1)吸收微波的物質
            極性分子的物質會吸收微波(屬損耗因子大的物質),如:水、酸等。它們的分子具偶極矩(即分子的正負電荷的中心不重合)。極性分子在微波場中隨著微波的頻率而快速變換取向,來回轉動,使分子間相互碰撞摩擦,吸收了微波的能量而使溫度升高。我們吃的食物,其中都含有水份,水是強極性分子,因此能在微波爐中加熱。
            (2)反射微波的物質
            金屬材料不吸收微波,只能反射微波。如銅、鐵、鋁等。用金屬<不銹鋼板)作微波爐的爐膛,來回反射作用在加熱物質上。不能用金屬容器放入微波爐中,反射的微波對磁控管有損害。
            (3)穿透微波的物質
            絕緣體可以透過微波,它幾乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、石英、紙張等,它們對微波是透明的,微波可以穿透它們向前傳播。這些物質都不會吸收微波的能量,或吸收微波極少。物質吸收微波*
            強弱實質上與
            該物質的復介電常數有關,即損耗因子越大,吸收微波的能力越強。家用微波爐容器大都是塑料制品。微波密閉消解溶樣罐用的材料是聚四氟乙烯、工程塑料等。
            微波消解儀工作原理
            稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中,加入約2mL的水,加人適量的酸。通常是選用硝酸、鹽酸、氫氟酸、雙氧水等,把罐
            蓋好,放入爐中。當微波通過試樣時,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動,也會與臨近分子撞擊,使得試樣溫度升高。
            微波消解儀特性
            微波消解儀與普通的電爐加熱相比,不僅加熱速度快,還具有以下二個的功能。
            (1)體加熱功能。
            電爐加熱時,是通過熱輻射、對流與熱傳導傳送能量,熱是由外向內通過器壁傳給試樣,通過熱傳導的方式加熱試祥。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部,在試樣的不同深度,微波所到之處同時產生熱效應,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 內就能被加熱到攝氏溫度。又如二氧化錳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。傳統的加熱方式(熱輻射、傳導與對流)中熱能的利用部分低,許多熱量都發散給周圍環境中,而微波加熱直接作用到物質內部,因而提高了能量利用率。
            (2)存在過熱現象。
            微波加熱還會出現過熱現象(即比沸點溫度還高)。電爐加熱時,熱是由外向內通過器壁傳導給試樣,在器壁表面上很容易形成氣泡,因此就不容易出現過熱現象,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,能量在體系內部直接轉化。由于體系內部缺少形成氣"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。
            由上討論可知,加熱的快慢和消解的快慢,不僅與微波的功率有關,還與試樣的組成、濃度以及所用試劑即酸的種類和用量有關。要把一個試樣在短的時間內消解完,應該選擇合適的酸、合適的微波功率與時間。

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