微波消解器的工作原理

　　微波消解器的特性

　　(1) 金屬材料不吸收微波，隻能反射微波。如銅、鐵、鋁等。用金屬(不鏽鋼板)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。

　　(2) 絕緣體(ti) 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(men) 對微波是透明的，微波可以穿透它們(men) 向前傳(chuan) 播。這些物質都不會(hui) 吸收微波的能量，或吸收微波極少。物質吸收微波的強弱實質上與(yu) 該物質的複介電常數有關(guan) ，即損耗因子越大，吸收微波的能力越強[2]。家用微波爐容器大都是塑料製品。微波密閉消解溶樣罐用的材料是聚四氟乙烯、工程塑料等。

　　(3)極性分子的物質會(hui) 吸收微波(屬損耗因子大的物質)，如：水、酸等。它們(men) 的分子具有*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(men) 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。下麵，我們(men) 可以進一步理解微波消解試樣的原理。

　　2微波消解試樣的原理編輯原理

　　稱取0.2克-1.0克的試樣置於(yu) 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，分子每秒鍾變換方向2.45×109次，分子來回轉動，與(yu) 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(hui) 與(yu) 臨(lin) 近分子撞擊，使得試樣溫度升高。這種加熱方式與(yu) 傳(chuan) 統的電爐加熱方式絕然不同。

　　微波消解器特性

　　(1)體(ti) 加熱。電爐加熱時，是通過熱輻射、對流與(yu) 熱傳(chuan) 導傳(chuan) 送能量，熱是由外向內(nei) 通過器壁傳(chuan) 給試樣，通過熱傳(chuan) 導的方式加熱試祥。微波加熱是一種直接的體(ti) 加熱的方式，微波可以穿入試液的內(nei) 部，

　　在試樣的不同深度，微波所到之處同時產(chan) 生熱效應，這不僅(jin) 使加熱更快速，而且更均勻。大大縮短了加熱的時間，比傳(chuan) 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(nei) 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(chuan) 統的加熱方式(熱輻射、傳(chuan) 導與(yu) 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(nei) 部，因而提高了能量利用率。

　　(2)過熱現象。微波加熱還會(hui) 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(nei) 通過器壁傳(chuan) 導給試樣，在器壁表麵上很容易形成氣泡，因此就不容易出現過熱現象，溫度保持在沸點上，因為(wei) 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(ti) 係內(nei) 部直接轉化。由於(yu) 體(ti) 係內(nei) 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，有利於(yu) 試樣的消化。

　　(3)攪拌。由於(yu) 試劑與(yu) 試樣的極性分子都在2450MHz電磁場中快速的隨變化的電磁場變換取向，分子間互相碰撞摩擦，相當於(yu) 試劑與(yu) 試樣的表麵都在不斷更新，試樣表麵不斷接觸新的試劑，促使試劑與(yu) 試樣的化學反應加速進行。交變的電磁場相當於(yu) 高速攪拌器，每秒鍾攪拌2.45×109 次，提高了化學反應的速率，使得消化速度加快。由此綜合，微波加熱快、均勻、過熱、不斷產(chan) 生新的接觸表麵。有時還能降低反應活化能，改變反應動力學狀況，使得微波消解能力增強，能消解許多傳(chuan) 統方法難以消解的樣品。