La differenza fondamentale tra la soluzione solida sostitutiva e quella interstiziale è che la soluzione solida sostitutiva implica la sostituzione di un atomo di solvente con un atomo di soluto, nella sua formazione. Al contrario, non c'è spostamento di atomi di solvente da atomi di soluto nella formazione di soluzioni solide interstiziali, invece, le molecole di soluto entrano nei fori tra gli atomi di solvente.
Una soluzione solida è una soluzione allo stato solido di uno o più soluti nello stesso solvente. Lì, due o più elementi si verificano allo stato solido. Lo chiamiamo una soluzione piuttosto che un composto perché la struttura cristallina del solvente rimane invariata con l'aggiunta di soluti. Nel processo di rafforzamento della soluzione solida, la resistenza del metallo puro può essere aumentata legando un altro elemento. Possiamo farlo formando una soluzione solida. A seconda dell'elemento di lega, ci sono due forme di soluzioni solide come soluzioni solide sostitutive e interstiziali.
Cos'è la soluzione solida sostitutiva?
Le soluzioni solide sostitutive sono soluzioni allo stato solido che si formano quando gli atomi di soluto sostituiscono gli atomi di solvente. Per formare questo tipo di soluzione solida, gli atomi di soluto dovrebbero essere abbastanza grandi da sostituire gli atomi di solvente nel reticolo. Gli atomi di soluto si incorporano nel reticolo in modo sostitutivo sostituendo gli atomi in particolari posizioni del reticolo. Qui, alcuni elementi di lega hanno atomi di soluto che sono in grado di sostituire gli atomi di solvente solo in piccole quantità mentre ci sono alcuni elementi di lega che possono sostituire gli atomi di solvente in tutta la soluzione solida.
Questo tipo di soluzione solida si forma quando gli atomi di soluto e solvente hanno dimensioni atomiche quasi simili. Inoltre, le alte temperature possono aumentare queste sostituzioni. Inoltre, ci sono due forme di soluzioni solide sostitutive, vale a dire; soluzioni solide ordinate e disordinate. Una soluzione solida ordinata si forma quando gli atomi di soluto sostituiscono gli atomi di solvente in un sito preferito del reticolo del solvente. Es: sistema Cu-Au. Le soluzioni solide disordinate si formano quando gli atomi di soluto sostituiscono casualmente gli atomi di solvente nel reticolo.
Cos'è la soluzione solida interstiziale?
Le soluzioni solide interstiziali sono soluzioni allo stato solido che si formano quando gli atomi di soluto entrano nei fori tra gli atomi di solvente del reticolo. Lì, gli atomi di soluto sono abbastanza piccoli da entrare in questi buchi. Chiamiamo questi buchi, siti interstitial.
Figura 01: Una soluzione solida interstiziale
Questo processo indebolisce i legami tra gli atomi di solvente. Pertanto, il reticolo si deforma. Perché ciò avvenga, la dimensione atomica degli atomi di soluto dovrebbe essere inferiore al 40% della dimensione degli atomi di solvente. Gli atomi di soluto entrano nel reticolo in modo interstiziale. Gli unici elementi in grado di formare questo tipo di soluzioni solide sono H, Li, Na e B.
Qual è la differenza tra soluzione solida sostitutiva e interstiziale?
Le soluzioni solide sostitutive sono soluzioni allo stato solido che si formano quando gli atomi di soluto sostituiscono gli atomi di solvente. Questo tipo di soluzioni solide si forma solo se gli atomi di soluto sono abbastanza grandi da sostituire gli atomi di solvente nel reticolo. Inoltre, la dimensione atomica dei soluti è quasi simile alla dimensione degli atomi di solvente. Le soluzioni solide interstiziali sono soluzioni allo stato solido che si formano quando gli atomi di soluto entrano nei fori tra gli atomi di solvente del reticolo. Queste soluzioni solide si formano solo se gli atomi di soluto sono abbastanza piccoli da entrare nei fori del reticolo. Inoltre, la dimensione atomica degli atomi di soluto dovrebbe essere circa il 40% della dimensione degli atomi di solvente per formare questo tipo di reticolo. Questa è la differenza principale tra la soluzione solida sostitutiva e quella interstiziale.
Riepilogo – Soluzione solida sostitutiva vs interstiziale
Le soluzioni solide sono le soluzioni allo stato solido che hanno due o più tipi di elementi nella stessa miscela allo stato solido. Esistono due forme di soluzioni solide come soluzioni solide sostitutive e interstiziali a seconda del modo in cui si forma. La differenza tra soluzione solida sostitutiva e interstiziale è che nella formazione di una soluzione solida sostitutiva, comporta la sostituzione di un atomo di solvente con un atomo di soluto mentre nella formazione di soluzioni solide interstiziali, non c'è spostamento di atomi di solvente da atomi di soluto, invece, le molecole di soluto entrano nei buchi tra gli atomi di solvente.
