CAPITULO IV 180203
Páginas: 19 (4724 palabras)
Publicado: 5 de septiembre de 2015
CAPITULO IV
SISTEMAS DE CRISTALIZACIÓN
Equilibrio de las fases y regla de las fases
La petrología moderna está en alto grado influida por los resultados de estudios de laboratorio efectuados con sistemas de silicatos. De interés especial para los petrólogos es la historia de cristalización de fundidos silicatados de dos y tres componentes, tales como el sistema FORSTERITA-SILICE o elsistema ALBITA-ANORTITA-DIOPSIDO. Estos se asemejan en composición a rocas fundidas naturales, y por lo tanto, dan indicios respecto a lo que ocurre en sistemas naturales más complejos.
La exposición de los equilibrios de fases en esta sección, proporciona una base para la descripción de los sistemas de silicatos que tienen una relación directa con los problemas de lamineralogía y la petrogénesis. Veremos como funcionan algunos sistemas de silicatos importantes. El estudio de estos sistemas de silicatos es esencialmente un estudio de equilibrio heterogéneo; todas las fases, tanto la sólida, como la líquida y la gaseosa pueden tener intervención.
Regla de las Fases:
De importancia fundamental en el estudio de los sistemasde cristalización de silicatos que tienen más de una fase, es LA REGLA DE LAS FASES propuesta por J.W.Gibbs en 1874.
Esta es expresada por una ecuación:
P+F =C+2 o F= C-P+2
En donde:
C: número de componentes que hay en el sistema
P: máximo número de fases en equilibrio
F: números de grados de libertad
Los COMPONENTES de un sistema en equilibrio, son los que forman el número máspequeño de elementos independientes variables necesarios para que tengan lugar todas las fases. Por ejemplo: en el sistema agua, la molécula H2O, es el único componente, aunque puedan existir las tres fases: VAPOR-LIQUIDA-SOLIDA. Una fase es una porción físicamente distinta pero mecánicamente separable dentro de un sistema. El número de grados de libertad, que es el número defactores variables, (por ejemplo: temperatura, presión y concentración de los componentes) debe ser fijado arbitrariamente con el fin de poder definir completamente la condición del sistema. Las tres fases del sistema agua pueden coexistir únicamente a la temperatura de 0.008 °C y una presión de 4.8 mm (Fig 4.1). Por lo tanto en este sistema el grado de libertad o varianza es igual acero; y el sistema es INVARIANTE en estas condiciones.
En el sistema de tres componentes CaO-SiO2-CO2 puede establecerse una curva P-T para demostrar que las cuatro fases CaCO3-SiO2 y CaSiO3-CO2 pueden coexistir en equilibrio en cualquiera de los puntos de la curva (Fig 4.2).
Para definir el sistema de cuatro fases, sólo debe fijarse arbitrariamente una de las variables: lapresión o la temperatura. Por lo tanto, el grado de libertad es uno y el sistema es UNIVARIANTE.
El sistema DIOPSIDO-ALBITA-ANORTITA lo utilizaremos como una ilustración más. Una fusión homogénea de los tres componentes constituye una sola fase. Para definir cualquier fusión de tal naturaleza, deben fijarse la presión, la temperatura y la concentración de dos cualesquiera de loscomponentes. El número de grados de libertad es cuatro y el sistema es polivariante.
SISTEMAS DE UN COMPONENTE
La regla de las fases aplicada a un sistema de un componente indica que el sistema es:
BIVARIANTE (que tiene dos grados de libertad) si está presente una fase.
UNIVARIANTE si están presentes dos fases.
INVARIANTE si están presentes tres fases.
Puesto que está presente uncomponente sólo se necesita considerar dos variables: temperatura y presión. La figura 4.3 indica las relaciones de fase de un sistema hipotético de un componente en el cual hay dos modificaciones A, B y líquido - vapor.
AB= curva de presión del vapor o curva de sublimación para la modificación A.
BC= curva de presión del vapor o curva de sublimación para la modificación B.
CD= curva de...
SISTEMAS DE CRISTALIZACIÓN
Equilibrio de las fases y regla de las fases
La petrología moderna está en alto grado influida por los resultados de estudios de laboratorio efectuados con sistemas de silicatos. De interés especial para los petrólogos es la historia de cristalización de fundidos silicatados de dos y tres componentes, tales como el sistema FORSTERITA-SILICE o elsistema ALBITA-ANORTITA-DIOPSIDO. Estos se asemejan en composición a rocas fundidas naturales, y por lo tanto, dan indicios respecto a lo que ocurre en sistemas naturales más complejos.
La exposición de los equilibrios de fases en esta sección, proporciona una base para la descripción de los sistemas de silicatos que tienen una relación directa con los problemas de lamineralogía y la petrogénesis. Veremos como funcionan algunos sistemas de silicatos importantes. El estudio de estos sistemas de silicatos es esencialmente un estudio de equilibrio heterogéneo; todas las fases, tanto la sólida, como la líquida y la gaseosa pueden tener intervención.
Regla de las Fases:
De importancia fundamental en el estudio de los sistemasde cristalización de silicatos que tienen más de una fase, es LA REGLA DE LAS FASES propuesta por J.W.Gibbs en 1874.
Esta es expresada por una ecuación:
P+F =C+2 o F= C-P+2
En donde:
C: número de componentes que hay en el sistema
P: máximo número de fases en equilibrio
F: números de grados de libertad
Los COMPONENTES de un sistema en equilibrio, son los que forman el número máspequeño de elementos independientes variables necesarios para que tengan lugar todas las fases. Por ejemplo: en el sistema agua, la molécula H2O, es el único componente, aunque puedan existir las tres fases: VAPOR-LIQUIDA-SOLIDA. Una fase es una porción físicamente distinta pero mecánicamente separable dentro de un sistema. El número de grados de libertad, que es el número defactores variables, (por ejemplo: temperatura, presión y concentración de los componentes) debe ser fijado arbitrariamente con el fin de poder definir completamente la condición del sistema. Las tres fases del sistema agua pueden coexistir únicamente a la temperatura de 0.008 °C y una presión de 4.8 mm (Fig 4.1). Por lo tanto en este sistema el grado de libertad o varianza es igual acero; y el sistema es INVARIANTE en estas condiciones.
En el sistema de tres componentes CaO-SiO2-CO2 puede establecerse una curva P-T para demostrar que las cuatro fases CaCO3-SiO2 y CaSiO3-CO2 pueden coexistir en equilibrio en cualquiera de los puntos de la curva (Fig 4.2).
Para definir el sistema de cuatro fases, sólo debe fijarse arbitrariamente una de las variables: lapresión o la temperatura. Por lo tanto, el grado de libertad es uno y el sistema es UNIVARIANTE.
El sistema DIOPSIDO-ALBITA-ANORTITA lo utilizaremos como una ilustración más. Una fusión homogénea de los tres componentes constituye una sola fase. Para definir cualquier fusión de tal naturaleza, deben fijarse la presión, la temperatura y la concentración de dos cualesquiera de loscomponentes. El número de grados de libertad es cuatro y el sistema es polivariante.
SISTEMAS DE UN COMPONENTE
La regla de las fases aplicada a un sistema de un componente indica que el sistema es:
BIVARIANTE (que tiene dos grados de libertad) si está presente una fase.
UNIVARIANTE si están presentes dos fases.
INVARIANTE si están presentes tres fases.
Puesto que está presente uncomponente sólo se necesita considerar dos variables: temperatura y presión. La figura 4.3 indica las relaciones de fase de un sistema hipotético de un componente en el cual hay dos modificaciones A, B y líquido - vapor.
AB= curva de presión del vapor o curva de sublimación para la modificación A.
BC= curva de presión del vapor o curva de sublimación para la modificación B.
CD= curva de...
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