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Diagrama de fase y Proyección de superficie.

Integrantes: Pedro A. Brenes Quintanilla. Gerardo A. Paguaga Poveda.

Marvin Jarquin Calderón. Eduard F. Herrera Delgadillo.

Diagrama de fase.

Es la representación visual (grafica) de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema (estados de agregación), en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo.

La gran parte de los diagramas de fase han sido construidos según condiciones de equilibrio y utilizados por los ingenieros y científicos para predecir el comportamiento de ciertos materiales en ambientes y condiciones controladas.

Diagrama de fase.

• Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).

• Determinar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento o en un compuesto.

• Determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual

ofrece solidificación.

• Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases.

A partir de ellos se puede obtener mucha

información, como:

• Los “Diagramas de fase” representan esencialmente una expresión grafica de la “Regla de las Fases”, la cual nos permite calcular el número de fases que pueden coexistir en equilibrio en cualquier sistema, está representada por la siguiente expresión matemática:

Diagrama de fase.

Donde: El numero 2: corresponde a las variables de temperatura

y presión. C = Numero de componentes del sistema. P = Numero de fases presentes en el equilibrio. F = Numero de grados de libertado del sistema (variables:

presión, temperatura, composición). C+2= número máximo de fases que pueden coexistir al

equilibrio, donde los grados de libertad (F) no pueden ser inferiores a cero.

Diagrama de fase.

Conceptos (esenciales para la compresión del diagrama de fase).

Componente: En un sistema, es el menor número de

constituyentes químicos independientemente variables necesario y suficiente para expresar la composición de cada fase presente en cualquier estado de equilibrio.

Fase: Es cualquier fracción, incluyendo la totalidad,

de un sistema que es físicamente homogéneo en si mismo unido por una superficie que es mecánicamente separable de cualquier otra fracción.

Conceptos (esenciales para la compresión del diagrama de fase).

Grado de libertad o varianza:•Es el numero de variables intensivas que pueden ser alteradas independientemente y arbitrariamente sin provocar la desaparición o formación de una nueva fase, además se puede definir también con el numero de factores variables :

F = 0 indica invariante.F=1 univariante.F=2 bivariante.

Condiciones para aplicar la “Regla de las fases”.

1. Equilibrio homogéneo de cada fase.2. Equilibrio heterogéneo entre las fases

coexistentes.3. No depende de la naturaleza y cantidad

de componentes o fases presentes, sino solo depende del número.

4. No arroja información con respecto a la velocidad de reacción.

Ejemplo: Diagrama de fase del Agua.

Características extraídas del Diagrama de fase.

Características extraídas del Diagrama de fase.

Tiene lugar cuando aparecen varias sustancias y la representación de fase puede ser más compleja; en donde las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa.

En el diagrama de fase binario pueden existir las siguientes regiones: Sólido puro o disolución sólida Mezcla de disoluciones sólidas (eutéctica, eutectoide,

peritéctica, peritectoide)

Características del Diagrama de Fase Binario.

Mezcla sólido - líquido Únicamente líquido, ya sea mezcla de

líquidos inmiscibles (emulsión), ya sea un líquido completamente homogéneo.

Mezcla líquido - gas Gas (lo consideraremos siempre

homogéneo, trabajando con pocas variaciones da altitud).

En el diagrama de fase binario pueden existir las siguientes regiones:

Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para su caracterización:

Concentraciones definidas, en las que tienen lugar transformaciones a temperatura constante:

Reglas de aplicación de Diagrama de Fases Binarios.

Ejemplo de Diagrama de Fases Binarios.

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