Defina reação eutética.

Passo 1

O enunciado pede: “Defina reação eutética.”
Não há outros dados numéricos. Vou identificar claramente o que precisa ser entregue: uma definição precisa e didática do que é uma reação eutética, explicando os termos envolvidos (fase líquida, fases sólidas, ponto eutético, invariância) e dando exemplos/como reconhecer num diagrama de fases.

Passo 2

Definição em linguagem simples e direta (prévia, sem símbolos):
Uma reação eutética é um processo de transformação durante o resfriamento (ou aquecimento inverso) em que uma única fase líquida se transforma, simultaneamente e de maneira reversível, em duas fases sólidas distintas numa temperatura e composição bem definidas. Esse evento ocorre num ponto característico chamado ponto eutético.

Passo 3

Escrevendo a reação de forma simbólica e explicando cada símbolo:
A reação eutética costuma ser representada por
L \rightarrow \alpha + \beta
onde:
  • L significa a fase líquida (a solução fundida);
  • \alpha e \beta são duas fases sólidas distintas (podem ser sólidos puros ou soluções sólidas com composições diferentes).

Passo 4

Por que isso é especial (a ideia de invariância e temperatura fixa):
Num ponto eutético a transformação ocorre a uma temperatura fixa para aquela composição — ou seja, durante a reação a temperatura permanece constante até toda a quantidade de líquido correspondente transformar-se nas fases sólidas. Chamamos isso de reação invariável: as variáveis de estado necessárias para descrever o sistema não têm liberdade (explico isso no próximo passo).

Passo 5

Mostrando com a regra de fases por que é invariável (explicação passo a passo, sem pressupor conhecimento):
A regra de fases (para um sistema à pressão fixa) dá o número de graus de liberdade F por
F = C - P + 1,
onde:
  • C é o número de componentes químicos independentes do sistema,
  • P é o número de fases presentes simultaneamente,
  • F é quantas variáveis (por exemplo temperatura ou composição) podem ser mudadas sem alterar o número de fases em equilíbrio.
No caso clássico de uma reação eutética em um sistema binário (dois componentes, C=2), durante a reação coexistem três fases: uma líquida e duas sólidas ( P=3). Substituindo:
F = 2 - 3 + 1 = 0.
F=0 significa que não há graus de liberdade: a transformação ocorre a uma única temperatura (e em uma única composição da mistura líquida) — por isso dizemos que é invariável.

Passo 6

Como aparece num diagrama de fases binário (descrição prática para prova):
Num diagrama temperatura vs. composição de um sistema binário a ponto eutético é o ponto em que as duas curvas liquidus se encontram no mínimo comum. Na prática:
  • À esquerda e à direita do ponto eutético o líquido solidifica em uma fase sólida predominante ( \alpha ou \beta).
  • No ponto eutético, ao resfriar a liga com aquela composição, o líquido transforma-se diretamente em \alpha + \beta à temperatura eutética, formando feições típicas (lamelas, microestrutura eutética).
Para encontrar a composição e a temperatura eutética num exame: localize o ponto onde as duas linhas liquidus se encontram no nível de temperatura mais baixo.

Passo 7

Exemplo concreto (ajuda a fixar):
Um exemplo bem conhecido é a liga estanho-chumbo (Sn–Pb). Existe uma composição eutética aproximadamente \,63\%\\ \text{Sn} - 37\%\\ \text{Pb} que solidifica a \,183^\circ\mathrm{C}. Uma liga com essa composição passa do líquido diretamente para uma mistura de duas fases sólidas nessa temperatura fixa.

Passo 8

Observações úteis para a prova (resumo de como responder com precisão):
  • Dizer a reação simbólica \,L \rightarrow \alpha + \beta ajuda a ganhar ponto.
  • Explique que ocorre em um ponto de composição e temperatura definidas (invariável).
  • Mencione que é o mínimo de fusão da mistura (ou seja, a menor temperatura de fusão possível para misturas só desses dois componentes).
  • Se pedirem justificar invariância, use rapidamente a regra de fases com C=2, P=3 e conclua F=0.

Resposta

Uma reação eutética é a transformação invariável na qual uma fase líquida se decompõe simultaneamente em duas fases sólidas distintas, representada por L \rightarrow \alpha + \beta, ocorrendo num ponto eutético com temperatura e composição bem definidas.

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