DIAGRAMA DE FASES

En termodinámica y ciencias materiales se denomina diagrama de fases a la representación gráfica de las fronteras de los estados de la materia de un sistema, en función de variables para facilitar el estudio del sistema. Cuando todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se denomina diagrama de cambio de estado.

En termodinámica se emplean los diagramas de fase de una sustancia pura y en ciencias materiales los diagramas de fase binarios.

-Diagrama de fase de una sustancia pura: los más simples son los de presión-temperatura, como el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Normalmente, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

*Punto triple: en este punto coinciden los estados sólido, líquido y gaseoso. Este punto se suele utilizar para calibrar el termómetro.

*Los pares (presión,temperatura) es una transición de fases entre:

-Dos fases sólidas

-Una fase sólida y otra líquida: fusión-solidificación

-Una fase sólida y otra gaseosa: sublimación-deposición (o sublimación inversa:paso de gas a sólido)

-Una líquida y una gaseosa: vaporización-condensación (o licuefacción: paso del estado gaseoso al líquido)

La curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamada punto crítico, a partir de él la materia presenta propiedades tanto de líquidos como de sólidos (fluido supercrítico). Modificando la presión y la temperatura alrededor de él se producen reacciones de interés industrial, que se puede utilizar para obtener café descafeinado.

En el diagrama PV del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa,es decir, cuando se aumenta la presión el hielo se funde y la densidad en la fase sólida es menor que la de la líquida.

-Diagrama de fase binario: las variables que se tienen en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa. Aparecen las siguientes partes:

*Sólido puro o disolución sólida

*Mezcla de disoluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica, peritectoide)

*Mezcla sólido - líquido

*Únicamente líquido, ya sea mezcla de líquidos que no se disuelven o de líquidos homogéneos.

*Mezcla líquido - gas

*Gas

Puntos importantes para la caracterización de estos diagramas:

-Línea de líquidos, por encima sólo existe fases líquidas.

-Líneas de sólidos, por debajo sólo existen fases sólidas.

-Línea eutéctica y euctoidea. Son líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas (mezclas con puntos de solidifación y lucefacción mínimos) y eutectoides (es el punto más bajo en el que es estable la austenita, forma de ordenamiento distinta de los átomos de carbono e hierro. También es el punto en el que se pasa de un constituyente a otro)
-Líneas de solvus, temperatura a la que una disolución sólida deja de ser soluble para trasformarse en una sustancia pura.

-Concentraciones definidas, en las que tienen lugar transformaciones a temperatura constante: eutéctica, eutectoide, eritéctica, peritectoide, monotéctica, monotectoide, sintéctica, catatéctica.