1. Los diagramas de fase son la representación del equilibrio termodinámico de un sistema
2. Los diagramas de fase son de gran importancia en la ingeniería de materiales
3. Teóricamente los diagramas de fase pueden ser obtenidos mediante relaciones termodinámicas, pero en la práctica el modelado preciso es bastante complejo
4. Por esta razón suelen usarse relaciones relativamente simples como base de modelos que pueden ser sensiblemente mejorados con la ayuda técnica computacional y con la termodinámica estadística
5. 2. FUNDAMENTO TERMODINÁMICO
6. Los diagramas de fase son representaciones gráficas de las condiciones termodinámicas en equilibrio
7. 2.1 TERMODINAMICA DE SOLUCIONES
8. Las propiedades termodinámicas de las soluciones se suelen trabajar en base molar y se definen en función de las correspondientes a sus componentes en la mezcla, denominadas propiedades molares parciales.
9. La propiedad molar parcial de un componente se puede interpretar como el cambio experimentado por la respectiva propiedad molar al adicionar un mol de dicho componente a una cantidad muy grande de solución
10. Esta expresión es conocida como la ecuación de Gibbs-Duhem y permite relacionar las propiedades molares parciales de los componentes en una solución
11. Esta expresión permite obtener las propiedades molares parciales de los componentes a partir de las propiedades molares de la solución. Aplicando a un sistema binario formado por los componentes A y B se obtiene:
12. Por lo tanto, para cualquier sistema heterogéneo (compuesto por varias fases) en equilibrio, el potencial químico de cada componente tiene el mismo valor en todas las fases.
13. El caso más simple para determinar el potencial químico de los componentes es una mezcla de gases ideales
14. 2.2 CURVAS DE ENERGÍA LIBRE Y DIAGRAMAS DE FASE
15. En caso de que existan varias fases en equilibrio y se conozca la variación de la energía libre de Gibbs de cada fase con la composición, se pueden determinar las composiciones de equilibrio para cada temperatura.
16. El equilibrio se presenta cuando el potencial químico de cada componente es igual en todas las fases coexistentes
17. 3. SOLUCIONES IDEALES
18. Una solución ideal es aquella en que la energía de enlace entre átomos diferentes es igual al promedio de la energía de enlace entre átomos de la misma especie
19. Este tipo de solución es muy poco común y se da entre elementos o compuestos con pesos moleculares, tamaños atómicos, parámetros de red y estructuras electrónicas casi idénticos
20. El modelo se basa en la ley de Raoult para soluciones
21. CONCLUSIONES
22. Los diagramas de fase se pueden obtener modelando el equilibrio termodinámico de los sistemas, para lo que se requieren datos de propiedades de los componentes en solución.
23. Las simplificaciones inherentes al modelo de solución ideal restringen su aplicación a muy pocos sistemas, pero en ausencia de información experimental se puede emplear como un buen estimativo para dichos sistemas.
24. DAVID FELIPE VALERO JUAN GABRIEL VARGAS
25. permiten predecir las fases presentes y sus proporciones para unas condiciones determinadas
26. 3.1 SISTEMAS CON SOLUBILIDAD TOTAL
27. El modelo de solución ideal ofrece una buena aproximación cuando las especies son muy El modelo de solución ideal ofrece una buena aproximación cuando las especies son muy
28. Otra forma de enfrentar el problema es a partir de la definición de fugacidad para una solución ideal y de la igualdad de ésta en ambas fases en el equilibrio
29. Con el fin de obtener la energía libre de fusión a una temperatura diferente del punto de fusión de cada elemento, se debe hallar la variación de la entalpía y entropía de fusión con la temperatura.
30. Esta variación se puede hallar aplicando la ley de Kirchhoff o bucle termodinámico para la fusión de un componente
31. 3.2 SISTEMAS EUTÉCTICOS SIN SOLUCIÓN SÓLIDA
32. En estos sistemas la solubilidad sólida no existe o es tan pequeña que puede despreciarse, de modo que 1≈sBX y 1≈sAX.
33. En este caso se obtienen dos curvas de líquidus, una para soluciones ricas en el componente A y otra para las ricas en B.
34. En el sistema KF-NaF hay poca diferencia en la temperatura eutéctica y la composición eutéctica calculada es relativamente cercana a la experimental, con curvas de líquidus similares a las experimentales
35. En el sistema Ge-Zn se obtiene un resultado bastante satisfactorio, ya que el punto eutéctico calculado es prácticamente igual al experimental, presentando poca diferencia en las curvas de líquidus.
