Атты дене – сұйықтық реакциялары

Қатты денелердің сұйықтықтармен типті химиялық реакция – қатты дененің желіну процесі. Химиялық желіну жылдамдығы кристалл атомдары мен жегіш молекула концентрациясына және активтену энергиясына тәуелді. Бұл жерде кері реакция, яғни ерітіндіден кристалл атомдарының кері тұнуын ескермеуге болады, онда желіну жылдамдығы: , мұндағы - жегіш молекула концентрациясы; - пропорционал коэффициенті, ол . Бірақ , сондықтан тура реакция жылдамдық константасымен анықталады.

Желінудің активтену энергиясы кристалл бетіндегі атомдардың потенциалдық энергиясына, яғни берілген атомның оны қоршап тұрған көршілерімен химиялық байланыстарының қосынды энергиясына тәуелді. Нақты кристалдарда беттің әртүрлі учаскелері химиялық байланыстар санымен және орналасу сипатымен өзгешеленуі мүмкін. Бұл осы учаскелерде активтену энергиясының әртүрлі мәндеріне алып келеді. Үзілген немесе әлсіреген химиялық байланыстар саны ең көп учаскелерде желіну жылдамдығы максимал болатыны түсінікті. Берілген қатты дененің беті және беттік қабат құрылымына тәуелді мұндай желіну талғағыштық (таңдамалы) деп аталады.

Монокристалл қатты денелердің желінуіне сызықты ақаулар – кристалл бетіне шығатын дислокациялар қатты әсер етеді. Бұл кезде кристалға терең және бетінің бойымен желіну жылдамдықтары әртүрлі, себебі кристалдың ығысу модуліне тәуелді, ал тәуелді емес. Олардың өзгешелігі желіну шұңқырларының түзілуімен көрсетілген (7.1-сурет). Мұндай желіну шұңқырлары дислокациялыққа жатады. Дислокациялардан басқа шұңқырларға жарықшақтар, сызаттар жәіне т.б. жатады. Олар қоспалар жиналған жерде де түзілуі мүмкін. Талғағыштық желіну қатты денедегі дислокациялардың мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. 1 см2 беттегі дислокациялық шұңқырлардың тығыздығын есептеу осы санды береді.

Тегістеуші желінудің ерекшелігі – кристалл құрылымына толық тәуелсіздік. Мұндай желіну кедір-бұдырлық, үшкір бұрыштарды, т.б. беттің макроақауларын тегістейді. Ол болғанда жүзеге асады және активтену

7.1-сурет. Желіну шұңқырларының түзілу сызбанұсқасы: а vz>> v|| болғанда желіну шұңқырларының пайда болуы; б vzv|| болғанда кристалл бетінің біртекті еруі
энергиясына тәуелсіз. Сондықтан механизмі де өзгеше.

Желіну процесінің жалпы сызбасы келесі сатылардан тұрады:

1) қышқыл немесе сілтінің аниондар мен катиондарға диссоциялануы ;

2) осы иондардың гидраттануы;

3) гидратталған анионды және катионды комплекстердің кристалл бетіне диффузиясы;

4) кристалл бетінде адсорбцияланған қосылыстардың түзілуі;

5) адсорбцияланған қосылыстардың кристалл бетінен бөлінуі.