В твердых растворах внедрения атомы (молекулы) растворенного вещества располагаются в междоузлиях кристаллической решетки вещества - основы или в стехиометрических вакансиях. Это приводит к увеличению объема элементарной кристаллической решетки[v] и общего числа частиц в ней. Растворы этого типа получаются, например, при растворении в металлах неметаллов – бора, углерода и др.
В твердых растворах замещения атомы или ионы одного компонента замещают в узлах кристаллической решетки изоморфные[vi] с ними атомы или ионы другого компонента. Замещение происходит при условии, что кристаллические решетки замещаемого и замещающего компонентов близки по характеристикам. Это позволяет веществам формировать смешанные кристаллические решетки, что проявляется в практически неограниченной взаимной растворимости компонентов. Примерами таких растворов являются, в частности, системы: Au-Cu, AgCl- NaCl и другие.
1.2.4. ИСТИННЫЕ РАСТВОРЫ
Понятие истинный раствор[‡] включает жидкую термодинамически устойчивую гомогенную смесь двух и более веществ. Эта смесь представляет собой систему, в которой в жидком растворителе равномерно распределены растворенные вещества[§]. Равновесное распределение компонентов при приготовлении растворов ограничено внешними термодинамическими условиями: температурой, давлением и соотношением количеств смешиваемых веществ. В общем случае взаимная растворимость компонентов ограничена. Раствор, для которого при заданных внешних условиях достигнута предельная растворимость некоторого вещества, называется насыщенным, а концентрация вещества растворяемого в условиях насыщения раствора называется растворимостью. На практике работают, как правило, с ненасыщенными растворами.
Иногда имеют дело, с пересыщенными растворами, в которых концентрация растворенного компонента превышает его растворимость при данных условиях. Обычная техника приготовления пересыщенных растворов состоит в медленном охлаждении насыщенных растворов полученных при высоких температурах. Пересыщенные растворы крайне неустойчивы (метастабильны) и при малейшем внешнем воздействии (внесении кристаллов затравки, перемешивании или встряхивании) самопроизвольно разрушаются с выделением избытка растворенного компонента в составе новой жидкой или твердой фазы.
В общем случае деление компонентов раствора на растворитель и растворенное вещество условно. Обычно растворителем считают вещество, присутствующее в больших количествах. Но такой подход становится проблематичным, если концентрации компонентов соразмерны.
В качестве растворителя часто используют воду или органические жидкости (спирты, кетоны, углеводороды и др.). Важной характеристикой растворителя является его диэлектрическая постоянная[vii] (другое название - диэлектрическая проницаемость). Так, растворимость электролитов находится в прямой зависимости от величины диэлектрической постоянной. Эта характеристика может служить также мерой полярности молекул растворителя. Жидкости с сильно полярными молекулами, обычно обладают высокой диэлектрической проницаемостью. В таких жидкостях молекулы взаимно ориентируются, образуя ассоциаты. Примером полярного растворителя служит вода.
Растворы электролитов и неэлектролитов
При растворении вещество переходит в растворитель в виде молекул или ионов[viii]. В связи с этим различают растворы неэлектролитов и электролитов. Молекулы электролитов в растворе частично или полностью распадаются на ионы. Следует отметить, что деление веществ на электролиты и неэлектролиты в большинстве случаев оказывается чрезвычайно удобным для изучения свойств растворов, их строения и структуры. Достоинством этой классификации является то, что она не делает различий для растворов по агрегатному состоянию растворяемых веществ. Важнейшие характеристики растворов электролитов и неэлектролитов сравниваются в табл 1.5.
Таблица 1.5.
Важнейшие характеристики растворов
электролитов и неэлектролитов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.