Растворы

[solutions] — макроскопич. однород. смеси > 2 вещ-в (компонентов), состав к-рых при данных внеш. условиях может непрер. меняться в нек-рых пределах. Кол-венное соотношение компонентов в р. определ. их концентр. Обычно осн. компонент наз. р-ригелем, а ост. — р-р. вещ-вами. Р. могут быть газообраз., жид. и тв. (см. Твердые растворы). Если один из компонентов — жидкость, а др. — газы или тв. вещ-ва, то р-рителем считают жидкость, р. классифиц. по разным признакам. Так, в завис, от концентр, р-р. вещ-ва р. делят на концентрир. и разбавл.; в завис, от вида р-рителя — на водные и неводные (спиртовые, аммиачные и т. п.); в завис, от концентр. Н+ — на кислые, нейтр. и щелоч.; в завис, от термо-динамич. св-в — на идеальные и неидеальные (или реальные).
При определ. темп-ре и давл. р-рение одного компонента в др. обычно происходит в нек-рых пределах изменения концентраций. Р., наход. в равновесии с одним из чистых компонентов, наз. насыщ., а его концентрацию — р-римостью этого компонента. Гра-фич. завис, р-римости оттемп-ры и давл. представляется диаграммой р-римости. При концентрациях р-р. вещ-ва, меньших его р-римости, р. является ненасыщ. Если р. быстро переохладить, то концентрация р-р. вещ-ва может оказаться выше его р-римости при данной темп-ре, и р. станет пересыщ.:

идеальные растворы [perfect (ideal) solutions] — р-ры, в к-рых предполаг. отсут. взаи-мод. м-ду частицами составл. вещ-в, а хим. потенциал каждого компонента имеет простую завис, от концентрации. Для и. р. энтальпия смеш. и измен, объема при смеш. равны нулю, энтропия смеш. опред. так же, как и для идеаль. газов. Для и. р. выполн. з-ны Рауля и Генри. И. р. делятся на бесконечно-разбавл. и соверш. Соверш. и. р. — р-ры близких по своим физ.-хим. св-вам вещ-в при любой концентрации компонентов;


неидеальные (реальные) растворы [actual (non-ideal) solutions) — р-ры, не облад. св-вами идеаль. р-ров. Среди н. р. большой класс сост. регуляр. р-ры, хар-риз. той же энтропией смеш., что и идеальные р-ры, но их энтальпия смешения отлична от нуля и пропорц. логарифмам коэфф. активности.

огнеупорные растворы [refractory solutions] — смеси вяжущего (огнеуп. глина, цемент), мелкого огнеуп. заполнителя, воды и добавок, примен. при изгот. футеровки из кирпичей и блоков для заполнения швов;

растворы полимеров [polymer solutions] -термодинамич. устойч. однородные молекуляр-но-дисперсные смеси полимеров и низко-молекул. жидкостей. В разбавл. р. п. молекулы разделены. Усиление межмолекул, взаимод. с по-выш. концентрации приводит к появл. в р. п. трехмерной сетки связей, вплоть до застудневания. Р. п. широко примен. при получ. волокон и пленок, клеев, лаков, красок и др. изделий;

твердые неограниченные растворы [unlimited solid solutions] — тв. р-ры замещ. > 2 компонентов, неогранич. р-римых в тв. сост. Нео-гранич. р-римость наблюл, преимущ. у элементов, отвечающих сформулиров. Юм-Розери условиям: компоненты должны быть изоморфны (т.е. иметь одну и ту же кристаллич. решетку; размеры атомов компонентов не должны отличаться более чем на 15 %; взаимо-дейст. элементы должны иметь близкие элек-трохимич. св-ва (т.е. близко располагаться в Периодич. системе). И. И. Корнилов показал: неогранич. р-ряться в Fe могут только те элементы, ат. размеры к-рых отлич. от ат. размеров Fe на s 8 %. Др. металлы (напр., Си) образуют непрер. ряды тв. р-ров при различии ат. радиусов до 10—11 %, а легкоплавкие элементы, с малым Е (напр., Se, Те), неогранич. взаимно р-ряются при разнице ат. радиусов до 17 %;

твердые неупорядоченные растворы [disordered solid solutions] — тв. р-ры замещ. с атомами компонентов, распред. по узлам кристаллич. решетки статистич. однородно;

твердые ограниченные растворы [limited solid solutions] — тв. р-ры > 2 компонентов, существующие до опред., огранич. концентрации. Образование тв. р-ров замещ. металлами с одинак. кристаллич. решетками, но сильно различ. ат. радиусами, вызывает значит, искажения кристаллич. решетки, что приводит к накопл. в ней упр. энергии. Когда эти искажения достигают опред. величины, кристаллич. решетка стан, неуст. и наступает предел р-римости. Р-римость тем меньше, чем больше различие в размерах атомов и в св-вах компонентов, образ, тв. р-р. Огранич. р-римость в большинстве случаев уменьш. с пониж. темп-ры (см. тж. Диаграмма состояния),

твердые пересыщенные растворы [supersaturated solid solution] — тв. р-ры с концентрацией р-р. элемента выше, чем у насыщ. тв. р-ра при данной темп-ре. Степ, пересыш. оценивают по разности или соотнош. концентраций компонента в т. п. р. и насыщ. тв. р-ре. Т. п. р. образ., когда из-за повыш. скор, охлажд. или из-за медл. диффузии не успевают полностью пройти диффуз. процессы, к-рые не-обх, для распада тв. р-ра (напр., образов, мартенсита, пересыщ. тв. р-ра углерода в Fecc при закалке углеродистой стали);
твердые равновесные растворы [equilibrium solid solutions] — тв. р-ры в многофаз. сплавах, химии, потенциалы компонентов к-рых равны их химии, потенциалам в смеж. фазах. состав т. р. р. м. б. оценен по солидусу и сольвусу диаграмм состояния соответст. систем (см. тж. Диаграмма состояния),

род, тв. однофаз. вещ-ва, сост. из неск. компонентов, концентрация к-рых м. б. изменена без наруш. однородности. Понятие т. р. было введено в 1890 г. голланд. химиком Вант-Гоф-фом для однород. тв. вещ-в перем. химии, состава. Кристаллии. структура т. р. та же, иго и у р-рителя. Т. р. могут образоваться на основе иистых компонентов и химии, соединений. Т. р. м. б. двойными, тройными и многокомпо-нент. В тройных и многокомпонент. р-рах атомы р-р. вещ-ва могут занимать позиции как замещ., так и внедр. Так, напр., в легир. сталях атомы легир. элементов занимают положения замещ., а атомы С (N, О, Н) располаг. в междоузлиях. При образовании т. р. атомы р-р. компонента обычно распредел. в решетке р-рителя беспорядоино. Однако при определ. условиях р-р. атомы занимают определ. места в узлах решетки, т. е. от неупорядои. расположения переходят в упорядоненное. Подобный процесс носит назв. упорядоч., а р-ры с упо-рядоч. располож. атомов р-р. элемента — упорядоч. т. р. Атомы р-р. элемента искаж. и измен, сред, размеры элемент, яиейки р-рителя, ито явл. основой упрочнения т. р.;

твердые растворы внедрения [interstitial (introduction) solid solution] — тв. р-ры, в к-рых атомы р-р. компонента располагаются в междоузлиях (пустотах) кристаллииеской решетки р-рителя. В ГЦК решетке такая пустота находится в центре куба и образует сферу радиусом гм = 0,41 г, где г — радиус атома металла — р-рителя. В ОЦК решетке пустота находится в центре грани и образует сферу с гм = 0,29г. Т. р. в. хар-рны для сплавов металлов с элементами (неметаллами) 1-го и 2-го периодов Периодии. системы, имеющими малые атомные радиусы (Н, О, N, С, В). При образовании т. р. в. периоды решетки увели-ииваются, так как размеры атомов р-р. элемента больше размеров тех межат. промежутков, в к-рых они располагаются, что приводит к упрочнению сплава. Искажения решетки возраст, с увелии. радиуса р-р. элемента или т.н. параметра размер, несоответствия . При несимметр. междоуз. (например, октапоры в ОЦК решетке) два знач. параметра размер, несоответствия хар-ризуют их наиб, и наим. размеры. Т. р. внедр. м. б. только ограниич;

твердые растворы вычитания [subtraction solid solutions] — тв. р-ры, образ, на базе химии, соединений (напр., интерметаллидов), в структуре к-рых имеются узлы кристаллич. решетки, не занятые атомами одного из компонентов, т.е. образуются вакансии. Напр., СоАl может кристаллизоваться с избытком Со или А1 по ср. со стехиометрии, соотнош. Со:Аl = 1:1. Избыток, напр., атомов Аl образовался потому, что не все места в кристаллич. решетке, где должны быть атомы Со, ими заняты, т.е. в кристаллич. решетке получились «дыры», «пустоты»;

твердые растворы замещения [substitutional solid solutions] — тв. р-ры > 2 металлов, в к-рых атом одного компонента занимает место любого атома в кристаллич. решетке др. компонента. Кристаллич. решетка р-рителя при этом искажается в тем большей степени, чем больше разница в радиусах замещаемого (г„) и замещающего (г). Соотнош. (г— г0)/гс = еа— параметр размер, несоответствия. Т. р. з. может быть неогранич. (распростр. от одного компонента до др.) и огранич. (р-римость не превышает предельной, соответст. диаграмме состояния), неупорядои. и упорядоч. В упорядоч. т. р. з. атомы компонентов редко располаг. ста-тистич. равномерно (беспорядочно); обычно в них формир. ближний порядок, при к-ром атомы одного компонента стремятся окружить себя атомами др. компонента в пределах неск. ближайших координац. сфер;

твердые упорядоченные растворы [ordered solid solutions] — тв. р-ры замещ. с прав, чередованием компонентов в узлах кристаллич. решетки или неполн. статистич. распред. атомов по ее узлам. Для т. у. р. хар-рно появл. дополнит, слабых сверхструктурных линий на рентгенограммах, в связи с чем у. т. р. получили назв. сверхструктур. Впервые обнаружены Н. С. Курниковым с сотр. в 1914 г. Т. у. р. — промежут. фазы м-ду химич. соединениями и тв. р-рами. При полной упорядоченности эти фазы напоминают химич. соединение, потому что у них имеется опред. число атомов, к-рое можно выразить соответст. формулой, и упорядоч. располож. атомов в решетке. Эти фазы могут быть причислены и к тв. р-рам, т. к. у них сохран. кристаллич. решетка металла-р-рителя (см. Упорядочение).