Wie wirkt sich die relative Wertigkeit der Verunreinigungs- und Wirtsmetalle auf die Löslichkeit in einer Substitutionslösung aus?

Ich habe ein Buch, das behauptet:

Ein Metall neigt eher dazu, ein anderes Metall mit einer höheren Wertigkeit aufzulösen als eines mit einer niedrigeren Wertigkeit.

Ich interpretiere dies so, dass sich ein Metall mit höherer Wertigkeit leichter in ein Wirtsmetall auflöst als wenn es eine niedrigere Wertigkeit hätte. Beispielsweise als Störatome und als Host arbeiten besser als umgekehrt. $\textrm{Fe}^{3+}$ $\textrm{Na}^{+}$

In der Zusammenfassung des Kapitels heißt es dann:

Eine Wertigkeit, die gleich oder geringer als die des Wirtsmaterials ist, weist eine deutlichere Löslichkeit auf.

Welche der beiden Aussagen ist richtig?

materials metallurgy

— strateeg32
quelle

Welches Buch ist "mein Buch"? Es kann hilfreich sein, die Quelle zu kennen.

— Wwarriner

Zusammenfassung

Dein Buch ist richtig. Dieselbe Valenz (+ 3 / + 3 Lösungsmittel / gelöster Stoff) weist mit größter Wahrscheinlichkeit eine hohe Löslichkeit auf, während höhere Valenzen (+ 3 / + 4) mit größerer Wahrscheinlichkeit eine hohe Löslichkeit aufweisen als niedrigere Valenzen (+ 3 / + 2). .

Ordnen Sie sie als Beispiel an:

Solvent / Solute

    +3  /  +3       Highest Likelihood of Solubility
    +3  /  +4       
    +3  /  +2       Lowest Likelihood of Solubility

Erläuterung

Die Hume-Rothery-Regeln für die Löslichkeit sind notwendige, aber nicht ausreichende Bedingungen für eine vollständige Löslichkeit in fester Lösung. Das heißt, wenn eine der Regeln verletzt wird, tritt keine vollständige Löslichkeit auf. Selbst wenn alle Regeln eingehalten werden, kann die vollständige Löslichkeit nicht garantiert werden. Das Mischen erfolgt immer aufgrund der Entropie, möglicherweise jedoch in unendlich kleinen Verhältnissen.

Für die Nachwelt gelten folgende Regeln:

Differenz von weniger als 15% im Verhältnis der Radien des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels, so dass

(\frac{| r_{s o l u t e} - r_{s o l v e n t} |}{r_{s o l v e n t}}) \leq 0.15

$\left( \frac{\left|r_{solute} - r_{solvent}\right|}{r_{solvent}} \right)\leq 0.15$

Es müssen die gleichen oder ähnliche Kristallstrukturen zwischen dem gelösten Stoff und dem Lösungsmittel vorliegen.
Vollständige Löslichkeit tritt auf, wenn das Lösungsmittel und der gelöste Stoff die gleiche Wertigkeit haben. Es ist wahrscheinlicher, dass ein Metall einen gelösten Stoff mit höherer Wertigkeit auflöst als einen gelösten Stoff mit niedrigerer Wertigkeit.
Das Lösungsmittel und der gelöste Stoff sollten eine ähnliche Elektronegativität aufweisen. Intermetallische Verbindungen neigen dazu, sich zu bilden, wenn der Unterschied groß ist.

Der spezifische Teil, der Sie interessiert, ist fett gedruckt .

Diese Regeln, die mehr oder weniger gleich formuliert sind, stammen aus verschiedenen Quellen, darunter dem Wiki und dem Institut für Materialwissenschaften und Metallurgie der Universität Cambridge . Beachten Sie, dass der Cambridge-Link das Gegenteil des fettgedruckten Teils von Regel 3 angibt. Der Cambridge-Link ist möglicherweise falsch, aber anhand der Literatur ist es schwierig zu sagen, ob Regel 3 überhaupt nützlich ist oder nicht.

Eine gründliche Durchsicht der Literatur zu den Regeln finden Sie unter diesem Link . Das Papier kann leider als Word-Dokument heruntergeladen werden, scheint aber sauber zu sein. Eine kurze Zusammenfassung des relevanten Teils ist, dass die Regel des relativen Valenzfaktors (Regel 3), insbesondere der fettgedruckte Teil, nur dann gültig zu sein scheint, wenn monovalentes Cu, Ag und Au mit Elementen der B-Untergruppe höherer Valenz legiert sind (unter Verwendung der Alte IUPAC-Nomenklatur, also der rechte Block des Periodensystems). Die Erklärung bezieht Fermi-Oberflächen- und Brillouin-Zonen-Wechselwirkungen in den Elementen der B-Untergruppe ein. Was ich aus der Überprüfung herausnehme, ist, dass dieser spezielle Teil von Regel 3 in der Praxis nicht besonders nützlich ist.

— wwarriner
quelle

Aber dann ist "nennenswerte Löslichkeit nur möglich ... (andere 3 Regeln) ... und wenn Verunreinigungsatome eine Wertigkeit haben, die gleich oder kleiner als das Wirtsmaterial ist" falsch? Sie sagen, beide sind richtig, aber dann geben Sie an, dass sich der gelöste Stoff weniger auflöst, wenn er eine niedrigere Wertigkeit als das Lösungsmittel hat, als wenn er eine höhere Wertigkeit als das Lösungsmittel gehabt hätte. Ihr Beispiel passt nicht zu dem Link, den Sie von der Universität Cambridge gegeben haben? Oder was fehle ich? Was ich damit meine ist, was Sie fett gedruckt haben, stimmt mit Ihrem Beispiel überein, aber die Zusammenfassung in meinem Buch und das Stück im Link nicht?

— strateeg32

Nachdem dies weiter untersucht wurde, scheint es eine Menge Verwirrung darüber zu geben, was die Regeln tatsächlich aussagen. Die Originalrecherche wurde 1935 und in einer deutschen Publikation in deutscher Sprache veröffentlicht. Es könnte hilfreich sein, wenn wir diese Arbeit sehen und verstehen könnten. Leider verstehe ich kein Deutsch, obwohl ich möglicherweise eine Kopie der Publikation erhalten kann.

— wwarriner

'' Ein Metall wird mit größerer Wahrscheinlichkeit einen gelösten Stoff mit höherer Wertigkeit auflösen als einen gelösten Stoff mit niedrigerer Wertigkeit. '' Dieser kühne Teil Ihrer Antwort ist das genaue Gegenteil von '' Ein Metall mit einer niedrigeren Wertigkeit löst sich eher in einem Metall mit einer höheren Wertigkeit auf als umgekehrt '', wie im Link zur Cambridge-Quelle angegeben. Diesen Widerspruch gibt es auch in meinem Buch.

— strateeg32

Ah okey, also bin es nicht nur ich?

— strateeg32

Oh, tut mir leid, dass ich einen Teil Ihrer Frage falsch verstanden habe. Lassen Sie mich meine Antwort korrigieren. Nein, das bist nicht nur du. Jetzt wünschte ich, ich hätte Zugang zur Originalveröffentlichung. Dinge neigen dazu, verloren zu gehen und sich zu verändern, wenn sie im Laufe von 80 Jahren ohne Frage wiederholt werden.

— wwarriner