O que são diagramas de equilíbrio? Que informações podem ser obtidas a partir deles?
Passo 1
O enunciado pergunta o que são diagramas de equilíbrio e quais informações podemos extrair deles. Este conteúdo pertence à ciência dos materiais e termodinâmica de fases, onde usamos gráficos de temperatura versus composição (ou pressão) para entender quais fases estão estáveis em cada condição.
Passo 2
Um diagrama de equilíbrio é uma representação gráfica que mostra as fases presentes de um sistema material em função de variáveis termodinâmicas — tipicamente temperatura
no eixo vertical e composição em porcentagem (ou fração molar) no eixo horizontal. As linhas do diagrama delimitam zonas de estabilidade de cada fase ou de coexistência de duas (ou mais) fases.
Passo 3
Para interpretar o diagrama, observamos:
– As regiões, indicando quais fases existem lá (por exemplo, sólida , líquida, sólida
);
– As linhas de transição, que marcam temperaturas de início e fim de transformações de fase;
– Pontos especiais, como ponto eutético (onde uma fase líquida vira duas sólido simultaneamente) ou ponto peritético (onde uma sólida e líquida formam outra sólida).
– As regiões, indicando quais fases existem lá (por exemplo, sólida
– As linhas de transição, que marcam temperaturas de início e fim de transformações de fase;
– Pontos especiais, como ponto eutético (onde uma fase líquida vira duas sólido simultaneamente) ou ponto peritético (onde uma sólida e líquida formam outra sólida).
Passo 4
A partir de um diagrama de equilíbrio binário, obtemos informações qualitativas:
– Quais fases coexistem em equilíbrio a uma dada e composição;
– Se o sistema é monofásico ou multifásico nessa condição;
– A sequência de transformações ao resfriar ou aquecer.
– Quais fases coexistem em equilíbrio a uma dada
– Se o sistema é monofásico ou multifásico nessa condição;
– A sequência de transformações ao resfriar ou aquecer.
Passo 5
Também extraímos dados quantitativos:
– Composição de cada fase em equilíbrio, lendo na interseção da linha horizontal (temperatura fixa) com as curvas de solubilidade;
– Proporções das fases usando a regra da alavanca, por exemplo, para as frações e
:
– Composição de cada fase em equilíbrio, lendo na interseção da linha horizontal (temperatura fixa) com as curvas de solubilidade;
– Proporções das fases usando a regra da alavanca, por exemplo, para as frações
onde
e
são os comprimentos dos “braços” na linha de equilíbrio;
– Temperaturas críticas de fusão, solidificação e transições eutéticas, peritéticas, etc.;
– Limites de solubilidade máxima de um elemento em outro na fase sólida.
– Temperaturas críticas de fusão, solidificação e transições eutéticas, peritéticas, etc.;
– Limites de solubilidade máxima de um elemento em outro na fase sólida.
Resposta
Diagramas de equilíbrio são gráficos de temperatura versus composição (ou pressão) que delimitam as regiões de estabilidade das fases de um sistema material. A partir deles obtemos quais fases existem em equilíbrio para cada condição, as temperaturas de transição, composições e proporções das fases (pela regra da alavanca) e pontos especiais como eutético, peritético e crítico.