微波消解的原理
1. 什么是微波微波是一种电磁波， @ by @T2hx是频率在300MHz—300GHz的电磁波，即波长在100cm至1mm范围内的电磁波，也就是说波长在远红外线与无线电波之间。微波波段中，波长在1-25cm 的波段专门用于霄达，其余部分用于电讯传输。为了防止民用微波功率对无线电通讯[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]广播[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]电视和雷达等造成干扰，国际上规定工业[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]科学研究[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]医学及家用等民用微波的频率为2450 土5OMHz。因此，微波消解仪器所使用的频率基本上都是245OMHz，家用微波炉也如此。&A` c%V n h,p!y6k
2. 微波的特性$U e.@:k K0RO
（1） 金属材料不吸收微波，只能反射微波。如铜[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]铁[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]铝等。用金属（不锈钢板）作微波炉的炉膛，来回反射作用在加热物质上。不能用金属容器放入微波炉中，反射的微波对磁控管有损害。
（2）绝缘体可以透过微波，它几乎不吸收微波的能量。如玻璃[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]陶瓷[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]塑料（聚乙烯[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]聚苯乙烯）[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]聚四氟乙烯[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]石英[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]纸张等，它们对微波是透明的，微波可以穿透它们向前传播。这些物质都不会吸收微波的能量，或吸收微波极少。物质吸收微波的强弱实质上与该物质的复介电常数有关，即损耗因子越大，吸收微波的能力越强 [2]。家用微波炉容器大都是塑料制品。微波密闭消解溶样罐用的材料是聚四氟乙烯[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]工程塑料等。
（3）极性分子的物质会吸收微波（属损耗因子蟮奈镏剩纾核?A href="http://www.chemcn.org" target=_blank>、酸等。它们的分子具有永久偶极?即分子的正负电荷的中心不重合)。极性分子在微波场中随着微波的频率而快速变换取向，来回转动，使分子间相互碰撞摩擦，吸收了微波的能量而使温度升高。我们吃的食物，其中都含有水份，水是强极性分子，因此能在微波炉中加热。下面，我们可以进一步理解微波消解试样的原理。
3. 微波消解试样的原理称取0.2克-1.0克的试样置于消解罐中，加入约2mI的水，加人适量的酸。通常是选用 HNO3[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]HCI[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]HF[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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。同时，试液中的带电粒子（离子[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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。 |*g@ mo)v!u_.@.?1Z
（1）体加热。电炉加热时，是通过热辐射[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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 [url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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。[)a!c0f UP
（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[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]均匀[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]过热[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]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。由上讨论可知，加热的快慢和消解的快慢，不仅与微波的功率有关，还与试样的组成[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]浓度以及所用试剂即酸的种类和用量有关。要把一个试样在短的时间内消解完，应该选择合适的酸[url=http://www.chemcn.org/][color=#0000ff]、[/color][/url]合适的微波功率与时间。 kk 学习了~~~谢谢分享 内容很好，值得学习！ 学习了~~~谢谢分享:D
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