水熱合成について

質問

亜臨界水(250-300℃)による水熱合成(無機)について調べたところ「常温・常圧では溶解しにくい物質を高温・高圧で溶解させ、結晶合成を行う。例えば、金属塩溶液を加熱すると加水分解反応が起こり水酸化物が生成され、さらに脱水縮合が起こることで金属酸化物が得られる。」とあったのですが、いくつか疑問があるので質問させて頂きます。

１．亜臨界水での誘電率は超臨界水に比べれば高いが、常温に比べれば低いため電解質の溶解度が下がると思うのですが、常温で難溶性なものが亜臨界水では溶解可能になるというのは何故ですか。

２．‘溶解する’と‘加水分解→縮合’とは違うと思うのですが、これはどう解釈すればよいのでしょうか。

３．水熱処理と同じ温度で水酸化物を空気中で焼成した場合、水中での場合と同様の反応は起きないのでしょうか。起きない場合、どのような理由のためでしょうか。

４．ゾルゲル法も加水分解・重縮合を行っていると思うのですが、水熱法とはどこが違うのでしょうか。またゾルゲル法と異なり、水熱法では焼成が必要ないのは何故でしょうか。

1つでも良いので分かる方がいれば宜しくお願いします。また、水熱法における結晶成長のイメージが全く湧いていない状態なので、簡単に説明して頂ければありがたいです。

なお、私の専門外の分野のため、間違っていることやおかしな説明が多々あるかと思いますので、間違いなどご指摘して頂ければ幸いです。

回答No.1

freulein

生噛りで申し上げます。
１、水熱合成では非電解質の物質を対象としているのでしょう。SiO2など。溶解度は高温度で上がるようです。
２、「溶解」ではその物質がたぶん分子そのままで水中に存在(水和？)している。加水分解では分子はそのままの形では存在しないでしょう。
３、水熱合成は大気が不在の条件での反応です。
４、ゾルゲル法との相違は明瞭で、ゾル化・ゲル化の過程が不在でしょう。石英の水熱合成を例にします。比較的高温度部のアルカリ水浴中で水中に溶出したSiO2が拡散・移動して低温部の種結晶上に晶出するというプロセスでしょう。SiO2分子は
　　原料石英のSiO2　→　水中の分子SiO2　→　種結晶上のSiO2
のように移動するだけです。
天然の水晶は500℃弱の水流中での水熱合成で晶出したものだそうです。より高温度水域では別の結晶構造の石英となるのだそうです。