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EVALUACION 25-06-14

LAURY

Diagrama de fases o de equilibrio:

Son representaciones gráficas de las condiciones termodinámicas de equilibrio. El estado de equilibrio de un sistema es aquel en el cual sus propiedades no cambian con el tiempo, a menos que se ejerza una alteración de la temperatura, la presión o la composición, o la aplicación de fuerzas externas de tipo eléctrico, magnético.

Los diagramas de equilibrio relacionan temperaturas, composiciones químicas y las cantidades de las fases en equilibrio.

A partir de los diagramas se puede deducir el efecto de la temperatura sobre los sólidos y las reacciones que pueden producirse entre sólidos. Aunque estos diagramas se aplican en condiciones de equilibrio termodinámico, en la práctica son muy útiles en condiciones de no equilibrio.

En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado. En ciencia de materiales se utilizan ampliamente los diagramas de fase binarios, mientras que en termodinámica se emplean sobre todo los diagramas de fase de una sustancia pura.

Los materiales sólidos pueden estar formados por varias fases, la combinación de estas fases define muchas de las propiedades que tendrá el material que permita describir las fases que estarán presentes en el material.

Características de las fases solidas de un material:

• Los átomos que forman la fase tienen la misma estructura o arreglo atómico.

• La fase tiene la misma composición química en todo su volumen.

• Presenta las mismas propiedades químicas.

• Posee iterfase definida en su entorno.

Los materiales puros solamente poseen una sola fase. Las aleaciones pueden poseer dos o más fases presentes al mismo tiempo.

Representación:

Los elementos químicos y las sustancias formadas por ellos salvo algunas excepciones, pueden existir en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso en dependencia de las condiciones de presión y temperatura en las que se encuentren y esto se debe básicamente a las fuerzas intermoleculares.

El diagrama que representa el tránsito entre estos estados, se conoce como diagrama de fases.

Representación grafica del diagrama de fase de una sustancia:

Donde:

Punto crítico:

El punto C indica el valor máximo de temperatura en el que pueden coexistir en equilibrio dos fases, y se denomina punto crítico. Representa la temperatura máxima a la cual se puede licuar el gas simplemente aumentando la presión. Gases a temperaturas por encima de la temperatura del punto crítico no pueden ser licuados por mucho que se aumente la presión. En otras palabras, por encima del punto crítico, la sustancia solo puede existir como gas.

Punto de ebullición:

El punto de ebullición de una sustancia, es aquel valor de temperatura para el cual coexisten en equilibrio, los estados líquido y gaseoso a determinada presión. Los diferentes puntos de ebullición para las diferentes presiones corresponderían a la curva BC.

Punto de fusión:

El punto de fusión de una sustancia, es aquel valor de temperatura para el cual coexisten en equilibrio, los estados líquido y sólido a determinada presión. Los diferentes puntos de fusión para las diferentes presiones corresponderían a la curva BD.v

MARGELIS

Sustancia Pura:

Las diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abcisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

Punto triple:

En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.

Los pares (presión, temperatura) que corresponden a una transición de fase entre:

Dos fases sólidas: o Cambio alotrópico; entre una fase sólida y una fase líquida: fusión - solidificación;o entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación - deposición (o sublimación inversa);o entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización - condensación (o licuefacción);

Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado. Es preciso anotar que, en el diagrama PV del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida.

Definición de términos Básicos

Aleación:

Se define como una solución en estado solido.

Loa elementos componentes deben ser totalmente misibles.

Solucion solida por sustitución:

En este caso, el disolvente y soluto tienen una estructura cristalina similar, por lo que el átomo de soluto ocupa la posición de otro atomo de disolvente en la estructura cristalina final.

Solución solida por Inserción:

Ocurre cuando los atomos de soluto son muy pequeños y ocupan huecos interticiales del disolvente. Esto provoca un aumento de la resistencia de la aleación ya que se hace mas difícil la deformación del producto final.

FRANCIS

Sistema:

cualquier porción del universo material que pueda aislarse completa y arbitrariamente del resto, para considerar los cambios que puedan ocurrir en su interior y bajo condiciones variantes.

Fase: cualquier porción del sistema físicamente homogénea y separada por una superficie mecánicamente separable de otras porciones. Por ejemplo, un vaso de agua con cubos de hielo constituye dos fases distintas de una misma sustancia (agua). Los cubos de hielo son una fase sólida y el agua líquida es una fase líquida.

Componentes

El menor número de variables individuales independientes (vapor, líquido o sólido) por medio de los cuales la composición del sistema puede expresarse cuantitativamente. Normalmente un componente es un elemento, compuesto o solución del sistema. Así por ejemplo, el vaso de agua con cubos de hielo, es un sistema en el que hay dos fases pero una sola componente.

Varianza del sistema (Grados de libertad)

Es el número de variables (presión, temperatura y composición) que se pueden cambiar independientemente sin alterar el estado de la fase o de las fases en equilibrio del sistema elegido. Es la aplicación de la regla de las fases al tipo de sistemas bajo consideración. El número de las variables, las cuales se fijan de manera arbitraria para definir completamente el sistema, se llama varianza o grados de libertad del sistema.

Limite de solubilidad

Para muchos sistemas y para una determinada temperatura existe una concentración máxima de átomos de soluto que puede ser disuelta en el solvente formando una solución solida. Esa concentración máxima es llamada límite de solubilidad.

JOSE MONAGAS

INTERPRETACION DE LOS DIAGRAMAS DE FASE

SISTEMAS DE UN COMPONENTE

Las variables independientes en sistemas de un componente están limitadas a la temperatura y la presión ya que la composición es fija. En un diagrama de fases de un sistema de un componente se pueden distinguir:

- Zonas bivariantes: es decir, zonas del diagrama donde sólo está presente una fase, a diferentes presiones y temperaturas, tales como las zonas de líquido, sólido o vapor del diagrama.

-Líneas univariantes, en las que hay dos fases presentes. Es el caso de las líneas solidificación, vaporización y sublimación del diagrama. Coexisten dos fases y para cada temperatura existe una presión determinada.

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