尿碘消解儀原理及其他說(shuō)明

    當前，隨著(zhù)現代分析水平的不斷提升，想要快速制備、分析樣品的需求也不斷增多。面對日益增加的樣品種類(lèi)和數量，尿碘消解儀作為一種樣品前處理設備，順應市場(chǎng)需求，應用領(lǐng)域也不斷拓寬，專(zhuān)業(yè)化發(fā)展成一大趨勢。

 

    與普通的電爐加熱相比，微波消解儀不僅加熱速度快，且還具有體加熱和存在過(guò)熱現象兩個(gè)*的功能。由于金屬材料不吸收微波只能反射微波、絕緣體可以透過(guò)微波、極性分子的物質(zhì)會(huì )吸收微波的三個(gè)特性，因此微波消解儀主要用于重金屬元素及有害元素的檢測。尿碘消解儀廣泛應用于環(huán)境、食品等領(lǐng)域。

 

    一、原理

 

    稱(chēng)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。當微波通過(guò)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(lái)回轉動(dòng)，與周?chē)肿酉嗷ヅ鲎材Σ?，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(lái)回遷移運動(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的電爐加熱方式絕然不同。

 

    二、特性

 

    1、體加熱。電爐加熱時(shí)，是通過(guò)熱輻射、對流與熱傳導傳送能量，熱是由外向內通過(guò)器壁傳給試樣，通過(guò)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(shí)產(chǎn)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(shí)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幾百度。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K，可見(jiàn)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(fā)散給周?chē)h(huán)境中，而微波加熱直接作用到物質(zhì)內部，因而提高了能量利用率。

 

    2、過(guò)熱現象。微波加熱還會(huì )出現過(guò)熱現象（即比沸點(diǎn)溫度還高）。電爐加熱時(shí)，熱是由外向內通過(guò)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(guò)熱現象，溫度保持在沸點(diǎn)上，因為氣化要吸收大量的熱。而在微波場(chǎng)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(diǎn)的試劑，在密閉容器中，就很容易出現過(guò)熱，可見(jiàn)，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。

 

    3、攪拌。由于試劑與試樣的極性分子都在2450MHz電磁場(chǎng)中快速的隨變化的電磁場(chǎng)變換取向，分子間互相碰撞摩擦，相當于試劑與試樣的表面都在不斷更新，試樣表面不斷接觸新的試劑，促使試劑與試樣的化學(xué)反應加速進(jìn)行。交變的電磁場(chǎng)相當于高速攪拌器，每秒鐘攪拌2.45×109 次，提高了化學(xué)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(guò)熱、不斷產(chǎn)生新的接觸表面。有時(shí)還能降低反應活化能，改變反應動(dòng)力學(xué)狀況，使得微波消解能力增強，能消解許多傳統方法難以消解的樣品。