Defina ‘reação eutética’. Cite uma aplicação para este tipo de reação. Esta é uma reação de caráter Químico ou Físico? Esboce um diagrama binário eutético identificando o ponto eutético (não esqueça de descrever as possíveis fases contidas nesse diagrama ( \alpha, \beta, \gamma, \delta, \varepsilon, L, \ldots ).

Passo 1

O enunciado pede que a gente defina o que é uma reação eutética, dê um exemplo de aplicação, diga se esse fenômeno é de caráter químico ou físico e, por fim, esboce um diagrama de fases binário do tipo eutético identificando o ponto eutético e as regiões onde podem aparecer fases como \alpha, \beta, \gamma, \delta, \varepsilon e L.

Passo 2

Uma reação eutética é uma transformação de fases invariantes que ocorre a temperatura e composição constantes, em que uma fase líquida se transforma simultaneamente em duas fases sólidas distintas ao se resfriar. Em forma simbólica temos
L \;\longrightarrow\; \alpha + \beta
onde L é a fase líquida, e \alpha e \beta são duas fases sólidas diferentes (normalmente soluções sólidas ricas em um dos componentes).

Passo 3

Um exemplo clássico de aplicação de reação eutética é a solda à base de estanho–chumbo (Sn–Pb). A liga comercial 63Sn–37Pb tem ponto de fusão eutético em cerca de 183\,^\circC, o que garante solidificação rápida e junta com alta fluidez no processo de soldagem de componentes eletrônicos.

Passo 4

Como essa transformação envolve apenas mudança de estado físico (líquido → sólido) sem alterações na identidade química dos componentes, ela é de caráter físico.

Passo 5

Esboço qualitativo de um diagrama de fases binário eutético (eixo vertical: temperatura; eixo horizontal: fração em massa de B):
                  Temperatura  
                     |        . . .  Curva liquidus de B  
                     |      .            .  
                     |     .               .  
                     |    .                  .  
                     |   .                     .  
                     |  .                        .  
                     | .                           .  
                     |.                              .  
                     |------------------------------------  
                     |.                              .  
                     | .          E (Te, Xe)           .  
                     |  .        ————•————           .  
                     |   .      /       \            .  
                     |    . α+L /         \ β+L     .  
                     |     .  /           \        .  
                     |      ./.           .\      .  
                     |       /             \     .  
                     |      /               \    .  
                     |     /                 \   .  
                     |    /                   \  .  
                     |   /                     \ .  
                     |__/                       \.  
                     |___________________________|________ Composição  
                      A                          B  
Neste diagrama genérico:
– A curva de liquidus (parte de cima) separa a região totalmente líquida L (acima) da região mista \alpha+L (à esquerda do ponto eutético E) e \beta+L (à direita).
– O ponto marcado “•” é o ponto eutético E, com temperatura T_E e composição X_E.
– Abaixo de T_E toda mistura solidifica ao mesmo tempo em \alpha+\beta.
– Se houvesse fases adicionais (intermetálicas) teríamos, em outros trechos, regiões onde surgem compostos \gamma, \delta, \varepsilon em equilíbrio com L ou com \alpha e \beta.

Resposta

Definição: Uma reação eutética é uma transformação invariável em temperatura e composição em que uma fase líquida ( L) se converte simultaneamente em duas fases sólidas distintas ( \alpha e \beta):
L \;\longrightarrow\; \alpha + \beta.
Aplicação: Liga de solda 63Sn–37Pb, usada em eletrônica, que apresenta ponto de fusão eutético em 183\,^\circC.
Caráter: É um fenômeno de caráter físico, pois envolve apenas mudança de estado e arranjo cristalino, sem reação química.
Diagrama binário eutético:
  • Acima da curva liquidus: fase líquida L.
  • Entre as curvas liquidus e solidus: regiões \alpha+L (lado A) e \beta+L (lado B).
  • Abaixo do ponto eutético E: mistura sólida \alpha+\beta.
  • Em sistemas mais complexos podem aparecer regiões com fases intermetálicas \gamma, \delta, \varepsilon, sempre delimitadas por suas linhas de equilíbrio no diagrama.

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