Kľúčový rozdiel medzi substitučným a intersticiálnym tuhým roztokom je v tom, že substitučný pevný roztok zahŕňa pri jeho tvorbe nahradenie atómu rozpúšťadla atómom rozpustenej látky. Naopak, nedochádza k vytesňovaniu atómov rozpúšťadla atómami rozpustenej látky pri tvorbe intersticiálnych tuhých roztokov, namiesto toho molekuly rozpustenej látky vstupujú do otvorov medzi atómami rozpúšťadla.
Pevný roztok je tuhý roztok jednej alebo viacerých rozpustených látok v rovnakom rozpúšťadle. Tam sa v pevnom stave vyskytujú dva alebo viac prvkov. Nazývame to skôr roztok ako zlúčenina, pretože kryštalická štruktúra rozpúšťadla zostáva nezmenená pridaním rozpustených látok. V procese spevnenia tuhého roztoku možno pevnosť čistého kovu zvýšiť legovaním iného prvku. Môžeme to urobiť vytvorením tuhého roztoku. V závislosti od legujúceho prvku existujú dve formy tuhých roztokov ako substitučné a intersticiálne tuhé roztoky.
Čo je substitučné pevné riešenie?
Náhradné tuhé roztoky sú roztoky v tuhom stave, ktoré vznikajú, keď atómy rozpustenej látky nahradia atómy rozpúšťadla. Aby sa vytvoril tento druh tuhého roztoku, atómy rozpustenej látky by mali byť dostatočne veľké, aby nahradili atómy rozpúšťadla v mriežke. Atómy rozpustenej látky sa začleňujú do mriežky substitučne nahradením atómov v konkrétnych polohách mriežky. Tu majú niektoré legujúce prvky atómy rozpustenej látky, ktoré sú schopné nahradiť atómy rozpúšťadla len v malom množstve, zatiaľ čo existujú niektoré legujúce prvky, ktoré môžu nahradiť atómy rozpúšťadla v celom pevnom roztoku.
Tento typ tuhého roztoku vzniká, keď atómy rozpustenej látky a rozpúšťadla majú takmer podobnú veľkosť atómov. Navyše vysoké teploty môžu tieto náhrady zvýšiť. Okrem toho existujú dve formy substitučných tuhých roztokov, a to; usporiadané a neusporiadané tuhé roztoky. Usporiadaný pevný roztok sa vytvorí, keď atómy rozpustenej látky nahradia atómy rozpúšťadla vo výhodnom mieste mriežky rozpúšťadla. Príklad: Cu-Au systém. Neusporiadané tuhé roztoky vznikajú, keď atómy rozpustenej látky náhodne nahradia atómy rozpúšťadla v mriežke.
Čo je intersticiálne pevné riešenie?
Intersticiálne tuhé roztoky sú roztoky v tuhom stave, ktoré vznikajú, keď atómy rozpustenej látky vstupujú do otvorov medzi atómami rozpúšťadla v mriežke. Tam sú atómy rozpustenej látky dostatočne malé na to, aby sa dostali do týchto otvorov. Tieto diery nazývame intersticiálne stránky.
Obrázok 01: Tuhé intersticiálne riešenie
Tento proces oslabuje väzby medzi atómami rozpúšťadla. Tým sa mriežka deformuje. Aby sa tak stalo, veľkosť atómov rozpustených látok by mala byť menšia ako 40 % veľkosti atómov rozpúšťadla. Atómy rozpustenej látky vstupujú do mriežky intersticiálne. Jedinými prvkami, ktoré sú schopné tvoriť tento typ tuhých roztokov, sú H, Li, Na a B.
Aký je rozdiel medzi substitučným a intersticiálnym tuhým riešením?
Náhradné tuhé roztoky sú roztoky v tuhom stave, ktoré vznikajú, keď atómy rozpustenej látky nahradia atómy rozpúšťadla. Tento typ pevných roztokov sa tvorí iba vtedy, ak sú atómy rozpustenej látky dostatočne veľké na to, aby nahradili atómy rozpúšťadla v mriežke. Navyše, veľkosť atómov rozpustených látok je takmer podobná veľkosti atómov rozpúšťadla. Intersticiálne tuhé roztoky sú roztoky v tuhom stave, ktoré sa tvoria, keď atómy rozpustenej látky vstupujú do otvorov medzi atómami rozpúšťadla v mriežke. Tieto tuhé roztoky sa tvoria iba vtedy, ak sú atómy rozpustenej látky dostatočne malé na to, aby vstúpili do otvorov mriežky. Okrem toho by atómová veľkosť atómov rozpustenej látky mala byť približne 40 % veľkosti atómov rozpúšťadla, aby sa vytvoril tento typ mriežky. Toto je hlavný rozdiel medzi substitučným a intersticiálnym tuhým roztokom.
Súhrn – Substitučné verzus intersticiálne pevné riešenie
Pevné roztoky sú roztoky v tuhom skupenstve, ktoré majú dva alebo viac typov prvkov v rovnakej zmesi v tuhom stave. Existujú dve formy tuhých roztokov ako substitučné a intersticiálne tuhé roztoky podľa spôsobu, akým sa tvoria. Rozdiel medzi substitučným a intersticiálnym tuhým roztokom je v tom, že pri tvorbe substitučného tuhého roztoku ide o substitúciu atómu rozpúšťadla atómom rozpustenej látky, zatiaľ čo pri tvorbe intersticiálnych tuhých roztokov nedochádza k vytesňovaniu atómov rozpúšťadla atómami rozpustenej látky. namiesto toho molekuly rozpustenej látky vstupujú do otvorov medzi atómami rozpúšťadla.
