Diagrama De Fases

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

1

Índice
Tema

Página

I Introducción a los diagramas de fase

3

II Regla de las Fases de Gibbs

5

III diagrama de fase binomial o de 2componentes

8

1.-equilibrio líquido-vapor

8

2.- equilibrio líquido-líquido

16

3.-regla de la palanca

18

4.- lagunas de miscibilidad

21

5.- equilibrio sólido-líquido

22

6 estructura de los diagramas de fase

34

IV. diagrama de fase de 3 componentes o ternario

36

1.-propiedades del triangulo de concentraciones

37

2.- líneas y reglas de Alkemade

403.- sistemas ternarios sin solución sólida

41

4.- cursos típicos de cristalización

45

5.- sistemas ternarios con solución sólida.

53

V Bibliografía

57

2

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
mismacomposición y propiedades en todo el material que la constituye y con una interfase
definida con toda otra fase vecina. 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 embargoestá constituida por al
menos dos componentes. Por otro lado, una sustancia pura (un solo componente) puede
aparecer 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 variadostipos de sistemas heterogéneos: un líquido en equilibrio con su vapor, una
solución saturada en equilibrio con el soluto 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 defases).
La mayoría de los diagramas de fase han sido construidos según condiciones de
equilibrio (condiciones de enfriamiento lento), 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 ytemperaturas 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

3

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 afundirse diferentes fases.
Los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas
multicomponentes tienen aplicaciones 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.

4

II Regla de las Fases de Gibbs
Los llamados “Diagramas de Fase”...