Transcription de la vidéo
Un alliage solide est produit en combinant de petites quantités d’élément B avec un métal A. Pourquoi cet alliage pourrait-il être décrit comme une solution solide ? (A) Les atomes de B perturbent le réseau cristallin de A pour produire une structure hautement désordonnée ressemblant à une solution. (B) Les atomes de B peuvent se déplacer librement à travers le réseau cristallin de A, comme des solutés dans un solvant. (C) Les atomes de B remplacent aléatoirement les atomes du réseau cristallin de A, comme les solutés dans un solvant. (D) Les atomes de B augmentent la conductivité électrique de A, comme les solutés dans un solvant. Ou (E) les atomes de B perturbent le réseau cristallin de A pour produire des vides qui peuvent être occupés par des solvants.
Commençons par faire de la place.
Un alliage métallique est un mélange contenant au moins deux types d’éléments différents. Pour être considéré comme un alliage, le mélange doit toujours contenir au moins un élément métallique. On dit qu'un alliage contient un composant majeur et un composant mineur s'il contient deux éléments en proportions inégales. Cette définition est similaire à une solution, qui est également un mélange contenant au moins deux éléments chimiques différents. Dans une solution, un soluté se dissout dans un solvant. Le solvant est le composant majeur, et le soluté est le composant mineur. En raison de ces similitudes, les alliages sont parfois décrits comme des solutions solides métalliques.
Les atomes d’alliages sont également disposés de manière similaire aux atomes dans une solution liquide, ce qui signifie que les atomes d’au moins un élément chimique mineur sont dispersés ou dissous dans le réseau cristallin d’un autre élément métallique majeur.
Les alliages sont généralement formés en chauffant des éléments métalliques. Ils sont chauffés jusqu’à ce qu’ils soient à l’état liquide. Les éléments sont ensuite mélangés. Une fois solidifiés, les atomes sont fixés dans un espace ordonné. Et l’alliage résultant a des propriétés différentes de celles des composants individuels.
On nous demande pourquoi un alliage solide produit en combinant de petites quantités d’élément B avec une plus grande quantité de métal A pourrait être décrit comme une solution solide. Examinons successivement les choix de réponses.
L’option (A) indique que les atomes de B perturbent le réseau de A pour produire une structure hautement désordonnée ressemblant à une solution. Bien qu’un réseau cristallin puisse être perturbé, il n’est pas considéré comme très désordonné puisqu’un réseau cristallin, même perturbé, est ordonné par définition. Ainsi, l’option (A) n’est pas la réponse à cette question.
L’option (B) indique que les atomes de B peuvent se déplacer librement à travers le réseau cristallin de A, comme les solutés dans un solvant. Comme les atomes de l’élément B ne sont pas fixés dans l’espace, cela est plus proche de la description d’une solution liquide. Pour cette raison, le choix de réponse (B) est incorrect.
L’option (C) indique que les atomes de B remplacent aléatoirement les atomes du réseau cristallin de A, comme les solutés dans un solvant. Cela correspond étroitement à la description de ce qu’on appelle un alliage de substitution, où les atomes d’un élément peuvent se substituer aux atomes d’un autre élément s’ils ont des caractéristiques de liaison et des diamètres atomiques similaires. Il semble donc que cette description corresponde à celle d’un alliage. Donc, l’option (C) est probablement la réponse à cette question. Mais pour confirmer, examinons les options (D) et (E).
L’option (D) indique que les atomes de B augmentent la conductivité électrique de A, comme les solutés dans un solvant. Alors qu’un alliage peut avoir une conductivité électrique accrue par rapport à ses éléments initiaux, une solution, par définition, n’augmente pas la conductivité électrique. Par conséquent, le choix de réponse (D) est incorrect.
L’option (E) indique que les atomes de B perturbent le réseau cristallin de A pour produire des vides pouvant être occupés par des solvants. Un alliage peut perturber le réseau cristallin d’un métal et produire des vides. Cependant, la production de vides n’a aucune incidence sur la définition d’une solution solide. Ainsi, l’option (E) est incorrecte.
Nous pouvons maintenant ramener tous les choix de réponses. Nous savons maintenant que l’alliage donné dans la question peut être décrit comme une solution solide car les atomes de B remplacent aléatoirement les atomes du réseau cristallin de A, comme les solutés dans un solvant. C’est le choix de réponse (C).
