Diagramas de fase

3. ¿Qué es un sistema?
Es la cantidad de materia con masa y
propiedades fijas sobre la cual centramos nuestra
atención. Un sistema químico consiste en cualquier
combinación de componentes químicos bajo
observación.
Un sistema no puede contener más de una fase
gaseosa, pero sí puede tener varias fases
líquidas y sólidas.
Alrededor o entorno Es todo aquello que se encuentra
fuera del sistema

4. Tipos de sistemas
Sistema Abierto: es aquel sistema que intercambia
materia y energía con sus alrededores. Un ejemplo de
sistema abierto es un líquido colocado en un recipiente
abierto a la atmósfera.
Sistema cerrado: es un sistema que puede recibir o ceder
energía, pero no puede intercambiar materia. Un ejemplo
de sistema cerrado puede ser un recipiente cerrado al cual
se le aplican variaciones de temperatura. El ganará o
perderá energía, pero su masa permanecerá constante.
Sistema aislado: en este tipo de sistema no existe
intercambio de energía con sus alrededores. Como
ejemplo de este sistemas se encuentran los sistemas al
vacío donde se producen reacciones aisladas del medio
que las rodea.

5. ¿Qué es una fase?
Es cada una de las zonas macroscópicas del
espacio de una composición química, y sus
propiedades físicas homogéneas, que
forman un sistema.
Por ejemplo, el grafito y el diamante son dos
formas alotrópicas del carbono; son, por lo
tanto, fases distintas, pero ambas pertenecen
al mismo estado de agregación (sólido).

6. Separación de fases
La separación en fases es señal clara de la falta de miscibilidad del
sistema. Estas fases se pueden separar por medio de diferentes
operaciones unitarias.
Tamizado
La tamización o tamizar es un método físico para separar
mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por
partículas de tamaño diferente. Consiste en hacer pasar
una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un
tamiz o cualquier cosa con la que se pueda colar.
Un ejemplo podría ser: si se saca tierra
del suelo y se espolvorea sobre el tamiz,
las partículas finas de tierra caerán y las
piedras y partículas grandes de tierra
quedarán retenidas en el tamiz. De esta
manera se puede hacer una clasificación
por tamaños de las partículas.

7. Levigación
Es un proceso físico, que consiste en separar las partículas
dependiendo de su masa y como consecuencia por su
granulometría. . Es un método mecánico de separación de
fases del cual se pasa de una sustancia heterogénea a una
sustancia homogénea.
Decantación
En la decantación se separa un sólido o
líquido más denso de otro fluido
(líquido o gas) menos denso y que por lo
tanto ocupa la parte superior de la
mezcla. Es un proceso importante en el
tratamiento de las aguas residuales.

8. Filtración
Es el proceso unitario de separación de sólidos en
suspensión en un líquido mediante un medio poroso,
que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.
Evaporación
Es un proceso físico que consiste en el paso lento y
gradual de un estado líquido hacia un estado
gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía
para vencer la tensión superficial. A diferencia de la
ebullición, la evaporación se puede producir a
cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto
más elevada sea esta.

9. Destilación
Es la operación de separar las distintas sustancias que
componen una mezcla líquida mediante vaporización y
condensación selectivas. Dichas sustancias, que pueden
ser componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos
o gases licuados, se separan aprovechando los diferentes
puntos de ebullición de cada una de ellas.
Cristalización
Es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o
una disolución, los iones, átomos o moléculas
establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la
unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea
con bastante frecuencia en química para purificar una
sustancia sólida.

10. Componentes
Son elementos químicos y/o compuestos con los
cuales es constituida una aleación. Se trata de
elementos que, a través de algún tipo de
asociación o contigüidad, dan lugar a un
conjunto uniforme.
En un sistema puede estar presente uno o más
componentes. Por ejemplo; un sistema conformado por un
componente sería un vaso con aceite. Si se coloca en el
mismo recipiente, vinagre, el sistema estará conformado
por 2 componentes: aceite y vinagre. Los componentes
pueden encontrarse en estado gaseoso, líquido o sólido, en
el ejemplo ambos componentes se presentan en estado
líquido y conforman 2 fases.

11. Aleaciones
Es el producto de la unión de dos o mas elementos químicos, uno de los cuales
ha de tener carácter metálico.
Las aleaciones están constituidas por elementos
metálicos como Fe (hierro), Al (aluminio), Cu
(cobre), Pb (plomo), ejemplos concretos de una
amplia gama de metales que se pueden alear. El
elemento aleante puede ser no metálico, como: P
(fósforo), C (carbono), Si (silicio), S (azufre), As
(arsénico).
En las aleaciones, para que se produzca una
solución solida estable, es necesario que los
elementos que la constituyen formen parte de
la misma red cristalina.

12. Diagramas de fase
Son representaciones graficas de las fases que están presentes en un
sistema de materiales a varias temperaturas, presiones y composiciones.
Regla de Gibbs Permite calcular el número de fases que pueden existir
en equilibrio en cualquier sistema.
𝑓 + 𝑁 = C + 2
Donde:
f: es el numero de fases presentes en el análisis.
N: grado de libertad, es decir el número de variables que se
pueden modificar sin que varíen las fases del sistema.
C: es el número de componentes del sistema.

13. Diagramas de equilibrio en
las aleaciones

14. Regla de la palanca
Es el método empleado para conocer el
porcentaje en peso de las fases "sólida y
líquida" también "solida y solida" ,
presentes en una aleación de una cierta
concentración cuando se encuentra a una
determinada temperatura.

15. Diagrama hierro-carbono
En el diagrama de equilibrio o de fases
hierro-carbono (Fe-C) se representan las
transformaciones que sufren los aceros al
carbono con la temperatura, admitiendo
que el calentamiento (o enfriamiento) de la
mezcla se realiza muy lentamente de modo
que los procesos de difusión
(homogeneización) tienen tiempo para
completarse. Dicho diagrama se obtiene
experimentalmente identificando los
puntos críticos —temperaturas a las que se
producen las sucesivas transformaciones—
por métodos diversos.