Solulciones solidas de sustitucion

Soluciones Sólidas de Sustitución

Las soluciones sólidas son mezclas de los componentes sólidos que tienen solubilidad mutua. Uno de los componentes actuará como disolvente y como soluto. Dentro de las soluciones sólidas podemos diferenciar entre soluciones sólidas de sustitución y soluciones sólidas intersticiales. A continuación me ocuparé de las de sustitución, como fin de este trabajo.
Eneste tipo de soluciones sólidas, los átomos de soluto sustituyen total o parcialmente a los de disolvente, siendo este último el que define la red de cristalización.
Al mismo tiempo podemos clasificarlas en:
• Soluciones sólidas de sustitución desordenadas
• Soluciones sólidas de sustitución ordenadas

A continuación paso a explicar cada una de ellas.
1) Soluciones sólidas de sustitucióndesordenadas:
Los átomos sustituyen a los de disolvente de las posiciones principales, esta sustitución es totalmente aleatoria, esto hace que la solución sea homogénea a nivel macroscópico, pero a nivel elemental o de malla, es heterogénea.
La sustitución átomo a átomo de una posición principal de disolvente no tiene porque ser la misma en todas las mallas del sistema de cristalización. Alsustituir átomo a átomo lo que ocurre es que se produce una deformación de la red que tiende a ser mayor cuanto mayor es la concentración de átomos de soluto que sustituyen a los átomos de disolvente. Esto hace que cambien las propiedades físicas y mecánicas, así la dureza y la resistencia mecánica tienden a variar a medida que aumenta el grado de distorsión. Cuanto mayor es el grado de distorsión,mayor será la dureza. La distorsión puede ser que venga dada por el aumento o la disminución del parámetro de la red dependiendo del tamaño relativo de los átomos, esto también influye en la variación de las propiedades. Así, el aumento de la dureza es tanto más sensible a la disminución de los parámetros de la red que al aumento de los mismos. Las soluciones sólidas de sustitución conllevan lasustitución átomo a átomo, el grado de sustitución puede llegar a tener poca extensión, entonces diremos que estamos ante soluciones sólidas de solubilidad parcial, o bien puede llegar a ser del 100%, entonces diremos que estamos ante soluciones sólidas de sustitución de solubilidad total; es decir, se dan cuando todos los átomos del disolvente pueden ser sustituidos por los átomos de soluto, peropara que se dé esto tienen que darse una serie de circunstancias, son las reglas de Hume-Rothery:
✓ La diferencia entre los radios atómicos debe ser inferior al 15%.
✓ Los dos metales deben tener la misma estructura cristalina.
✓ La electronegatividad (capacidad del átomo para atraer un electrón) debe ser similar.
✓ La valencia debe ser la misma.

Si no se cumple una o más de las reglas deHume-Rothery, sólo es posible obtener una solubilidad parcial.
A continuación explicaré el otro tipo de soluciones sólidas de sustitución.
2) Soluciones sólidas de sustitución ordenadas:
Los átomos que actúan como soluto desplazan átomos de disolvente adquiriendo una disposición particular en la propia red del disolvente, es como si tuviéramos dos redes: una de átomos de soluto y otra de átomosde disolvente. Se formarán entonces lo que se conoce como Súper-redes.
En el caso de este tipo de soluciones sólidas, la homogeneidad es total, tanto a nivel elemental o de malla, como a nivel macroscópico.
La conformación de Súper-redes se verá favorecida por diferencias entre los radios atómicos de soluto y disolvente mayores del 15%, que producirá fuertes distorsiones en la red. Si no se dalo citado anteriormente, la aleación reacciona disponiendo a los átomos de forma que se distancien los más posible los átomos semejantes.
Otra circunstancia que favorece las soluciones ordenadas es el hecho de que el número de átomos de soluto tiene que ser alto, tiene que existir alta solubilidad, además tienen que concurrir favorablemente las reglas de Hume-Rothery citadas anteriormente. En...