Diagrama de fases para dos y tres componentes

U N I V E R S I D A D D E C H I L E. Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Departamento de Química Fisicoquímica

DIAGRAMAS DE FASE PARA DOS Y TRES COMPONENTES

Asignatura: fisicoquímica Nombre: Carlos Castillo Caro

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Índice
Tema I Introducción a los diagramas de fase II Regla de las Fases de Gibbs III diagrama de fase binomial o de 2 componentes 1.-equilibrio líquido-vapor 2.-equilibrio líquido-líquido 3.-regla de la palanca 4.- lagunas de miscibilidad 5.- equilibrio sólido-líquido 6 estructura de los diagramas de fase IV. diagrama de fase de 3 componentes o ternario 1.-propiedades del triangulo de concentraciones 2.- líneas y reglas de Alkemade 3.- sistemas ternarios sin solución sólida 4.- cursos típicos de cristalización 5.- sistemas ternarios con solución sólida. VBibliografía Página 3 5 8 8 16 18 21 22 34 36 37 40 41 45 53 57

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I INTRODUCCION A LOS DIAGRAMAS DE FASE
El concepto de sistema heterogéneo implica el concepto de fase. Fase es toda porción de un sistema con la misma estructura o arreglo atómico, con aproximadamente la misma composición y propiedades en todo el material que la constituye y con una interfase definida con toda otra fasevecina. Puede tener uno ó varios componentes. Debe diferenciarse del concepto de componente, que se refiere al tipo de material que puede distinguirse de otro por su naturaleza de sustancia química diferente. Por ejemplo, una solución es un sistema homogéneo (una sola fase) pero sin embargo está constituida por al menos dos componentes. Por otro lado, una sustancia pura (un solo componente) puedeaparecer en dos de sus estados físicos en determinadas condiciones y así identificarse dos fases con diferente organización atómica y propiedades cada una y con una clara superficie de separación entre ellas (interfase). Los equilibrios entre fases pueden corresponder a los más variados tipos de sistemas heterogéneos: un líquido en equilibrio con su vapor, una solución saturada en equilibrio con elsoluto en exceso, dos líquidos parcialmente solubles el uno en el otro, dos sólidos totalmente solubles en equilibrio con su fase fundida, dos sólidos parcialmente solubles en equilibrio con un compuesto formado entre ellos, etc. El objetivo es describir completamente el sistema. El comportamiento de estos sistemas en equilibrio se estudia por medio de gráficos que se conocen como diagramas de fase: se obtienen graficando en función de variables como presión, temperatura y composición y el sistema en equilibrio queda definido para cada punto (los gráficos de cambio de estado físico ó de presión de vapor de una solución de dos líquidos son ejemplos de diagramas de fases). La mayoría de los diagramas de fase han sido construidos según condiciones de equilibrio (condiciones de enfriamientolento), siendo utilizadas por ingenieros y científicos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de materiales. A partir de los diagramas de fase se puede obtener información como: 1.- Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento( equilibrio). 2.- Averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio,de un elemento ( o compuesto) en otro

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3.- Determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación. 4.- Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases. Los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas multicomponentes tienenaplicaciones importantes en química, geología y ciencia de los materiales. La ciencia de materiales estudia la estructura, propiedades y aplicaciones de los materiales científicos y tecnológicos.

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II Regla de las Fases de Gibbs
Los llamados “Diagramas de Fase” representan esencialmente una expresión gráfica de la “Regla de las Fases”, la cual permite calcular el número de fases que pueden...