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微波消解儀之微波的特性

點(diǎn)擊次數(shù):1861 更新時(shí)間:2015-09-25

     微波是一種電磁波,是頻率在300MHz—300GHz的電磁波,即波長(zhǎng)在100cm至1mm范圍內(nèi)的電磁波,也就是說波長(zhǎng)在遠(yuǎn)紅外線與無線電波之間。微波波段中,波長(zhǎng)在1-25cm 的波段專門用于雷達(dá),其余部分用于電訊傳輸。為了防止民用微波功率對(duì)無線電通訊、廣播、電視和雷達(dá)等造成干擾,上規(guī)定工業(yè)、科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)及家用等民用微波的頻率為2450 土5OMHz。因此,微波消解儀器所使用的頻率基本上都是2450MHz,家用微波爐也如此。

    微波消解儀作為密閉微波消解設(shè)備,通過提高反應(yīng)罐內(nèi)的溫度和壓力,加速反應(yīng)物*、快速分解,不僅提高了樣品分解的效率,而且大大降低了實(shí)驗(yàn)員誤操作的可能性。正因?yàn)槲⒉ㄏ鈨x的眾多優(yōu)點(diǎn),越來越多的國(guó)標(biāo)將微波消解技術(shù)列入國(guó)標(biāo)方法,如《2010藥典》。下面我們來簡(jiǎn)單的了解些微波。
   

微波的特性

    (1) 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(zhì)上。不能用金屬容器放入微波爐中,反射的微波對(duì)磁控管有損害。
    (2) 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(duì)微波是透明的,微波可以穿透它們向前傳播。這些物質(zhì)都不會(huì)吸收微波的能量,或吸收微波極少。物質(zhì)吸收微波的強(qiáng)弱實(shí)質(zhì)上與該物質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)有關(guān),即損耗因子越大,吸收微波的能力越強(qiáng)[2]。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。
    (3)極性分子的物質(zhì)會(huì)吸收微波(屬損耗因子大的物質(zhì)),如:水、酸等。它們的分子具有*偶極矩(即分子的正負(fù)電荷的中心不重合)。極性分子在微波場(chǎng)中隨著微波的頻率而快速變換取向,來回轉(zhuǎn)動(dòng),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(qiáng)極性分子,因此能在微波爐中加熱。
   

微波消解試樣的原理:

    稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中,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(dāng)微波通過試樣時(shí),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(zhuǎn)動(dòng),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(shí),試液中的帶電粒子(離子、水合離子等)在交變的電磁場(chǎng)中,受電場(chǎng)力的作用而來回遷移運(yùn)動(dòng),也會(huì)與臨近分子撞擊,使得試樣溫度升高。這種加熱方式與傳統(tǒng)的電爐加熱方式絕然不同。
 

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