Regla de fases fiqi 2014

JUE05FQB
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICOQUIMICA
LABORATORIO DE FISICOQUIMICA B
REGLA DE FASES
PROFESOR: VICTOR GARCIA VILLEGAS
ALUMNO: RAUL VALENCIA SOTELO CODIGO: 12170162
CUZCANO CALDERON KRISTOFER : 12170099
Fecha de realización de la práctica: jueves 05 de junio 2014
Fecha de entrega de informe: jueves 12 de junio 2014
Lima –Perú
2014-I

ING. INDUSTRIAL LAB. N°5 REGLA DE FASES
2014
GRUPO 1 | UNMSM
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CONTENIDO
Laboratorio 5: REGLA DE FASES
INTRODUCCION
RESUMEN
MARCO TEORICO
PROCEDIMIENTO
TABULACION
CALCULOS
ANALISIS DE RESULTADOS
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFIA
APENDICE

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INTRODUCCION
En circunstancias reales, los
materiales en estado sólido existen en
muchas formas diferentes o fases. El
número de tales fases puede ser
grande incluso para sustancias puras,
por ejemplo el hielo puede existir en
varias fases sólidas y un metal tan
importante como el hierro presenta
hasta cuatro fases sólidas. En los
sistemas que presentan más de una
especie química el número de fases
puede igualmente ser grande. Es
también frecuente, aún en sistemas
comerciales importantes, la disponibilidad de datos que cubren sólo
una parte de los sistemas. En vista del hecho que las propiedades de
los materiales dependen significativamente de la naturaleza, número,
cantidad, y forma de las posibles fases que se presentan y pueden
cambiarse por alteraciones en dichas cantidades, es vital, en el uso
de materiales, conocer las condiciones bajo las cuales cualquier
sistema dado puede existir en sus varias formas posibles.
A través de los años se ha acumulado gran cantidad de información de
un gran número de sistemas; para registrar tal enorme cantidad de
datos se acostumbra graficar el número y composición (e
indirectamente las cantidades) de fases presentes como función de la
temperatura, la presión y sobre todo la composición. Estas gráficas se
llaman diagramas de fase, diagramas de constitución o diagramas de
equilibrio, en donde se muestra la mayoría de las fases estables que se
encuentran bajo condiciones de equilibrio.
RESUMEN

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El experimento de regla de fases tuvo como objetivo determinar el diagrama de
fases y las curvas de enfriamiento de una mezcla binaria cuyos componentes no
se combinan químicamente, no son miscibles en estado líquido, pero son solubles
al estado líquido.
Para nuestra experiencia realizada se tuvo en cuenta las condiciones
atmosféricas en las que se encontró nuestro laboratorio. Se determinó una
temperatura ambiente de 23ºC, una presión atmosférica de 756 mmHg y una
humedad relativa de 96%.
Para la determinación del diagrama de fases se tomo las temperaturas de
cristalización de 8 muestras formadas por mezclas de diversa composición en
naftaleno y p-diclorobenceno.
En base a estos datos se realiza el diagrama de fases (Temperatura vs fracción
molar del p-diclorobenceno), el cual permite determinar el punto eutéctico
experimental de 34.5°C y el teórico 32oC lo que da como porcentaje de error un
7.5% con una composición molar teorica de XA=0.38 y XB=0.62. y una
composición molar experimental de XA=0.36 y XB=0.64 dando como resultado
un % de error de XA un 10.5% y de XB un 6.5 %.
Para la determinación de las curvas de enfriamiento se escogio los tubos 5 y 8 y
se tomo las temperaturas cada 20 segundos teniendo mayor interés en aquellos
valores mas próximos al punto de cristalización.Con estos datos se grafican las
curvas de enfriamiento (Temperatura vs tiempo).
El calor latente experimental del naftaleno fue de 4567.76 cal/mol y el teórico
4567.23 cal/mol lo que dio un porcentaje de error de 0.012 %.El calor latente
experimental del p-diclorobenceno fue de 4356.25 cal/mol y el teórico 4353.92
cal/mol lo que dio un porcentaje de error de 0.054 %.
MARCO TEORICO

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REGLA DE LAS FASES DE GIBBS
En química y termodinámica, la regla de
las fases de Gibbs describe el número
de grados de libertad (F) en un
sistema cerrado en equilibrio, en
términos del número de fases
separadas (P) y el número de
componentes químicos (C) del sistema.
Esta regla establece la relación entre
esos 3 números enteros dada por:
La regla de las fases de Gibbs fue derivada de principios termodinámicos por
JosiahWillardGibbs hacia 1870.
Deducción
Las variables (intensivas) necesarias para describir el sistema son la
presión (+1), la temperatura (+1) y las fracciones molares relativas de
los componentes en cada fase (+P(C-1)) de cada uno de los
componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados
de libertad m = P(C-1)+2 para un sistema cualquiera.
La condición termodinámica importante es que en equilibrio el cambio
de la energía libre de Gibbs cuando se producen pequeñas
transferencias de masa entre las fases es cero. Esa condición equivale
a que el potencial químico de cada componentes sea el mismo en
todas las fases, eso impone r = C (P-1) restricciones o ecuaciones más
para un sistema en equilibrio.
La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que
F = m - r = C - P + 2

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FRACCIÓN MOLAR
La fracción molar es una unidad química para expresar la
concentración de soluto en una disolución. Nos expresa la proporción
en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles
totales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y
de disolvente. Para calcular la fracción molar de una mezcla
homogénea, se emplea la siguiente expresión:
Donde ni es el número de moles del soluto, y nt el número total de
moles en toda la disolución (tanto de solutos como de disolvente).
Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la
presión; cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a
que la fracción molar no está en función del volumen, es independiente
de la temperatura y la presión.
Además cabe notar que en los gases ideales la variación del volumen
será proporcional para cada uno de los solutos, y por lo tanto también
para la solución. De esta manera hay una relación directa entre las
fracciones molares y los volúmenes parciales.
Sumatoria de fracciones molares.
NUMERO DE GRADOS DE LIBERTAD:
El número de grados de libertad es el número de factores variables
independientes, tomados de entre la temperatura, presión y composición de
las fases. Es decir, es el número de estas variables que deben
especificarse para que el sistema quede completamente definido.
PUNTO EUTÉCTICO
Punto eutéctico, vocablo que deriva del griego y que quiere decir fácilmente
fusible. Es la máxima temperatura a la que puede producirse la mayor
cristalización del solvente y soluto, o también se define como la temperatura
más baja a la cual puede fundir una mezcla de sólidos A y B con una
composición fija.

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DIAGRAMA DE FASE
Un típico diagrama de fase. La línea con puntos muestra el
comportamiento anómalo del agua. La línea verde marca el punto de
congelación y la línea azul, el punto de ebullición. Se muestra como
ellos varían con la presión.
En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de
fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes
estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas
para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas
representaciones todas las fases corresponden a estados de
agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de
estado.
En ciencia de materiales se utilizan ampliamente los diagramas de fase
binarios, mientras que en termodinámica se emplean sobre todo los
diagramas de fase de una sustancia pura.

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DIAGRAMA DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA
Los diagramas de fase más sencillos son los
de presión - temperatura de una sustancia
pura, como puede ser el del agua. En el eje
de ordenadas se coloca la presión y en el de
abscisas la temperatura. Generalmente,
para una presión y temperatura dadas, el
cuerpo presenta una única fase excepto en
las siguientes zonas:
Punto triple: En este punto del
diagrama coexisten los estados sólido,
líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que
representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para
calibrar termómetros.
Los pares (presión, temperatura)que corresponden a una transición
de fase entre:
-Dos fases sólidas: Cambio alotrópico.
-Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión – solidificación.
-Entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación -
deposición (o sublimación inversa).
-Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización -
condensación (o licuefacción).
Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se
detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la
materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto
de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en
valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden
tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café
descafeinado.
Es preciso anotar que, en el diagrama PV del agua, la línea que separa los
estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante
inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y
también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida.

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DIAGRAMA DE FASE BINARIO
Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios
de fase puede ser más compleja. Un caso particular, el más sencillo,
corresponde a los diagramas de fase binarios. Ahora las variables a
tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en
masa. En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones:
 Sólido puro o solución sólida
 Mezcla de soluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica,
peritectoide)
 Mezcla sólido - líquido
 Únicamente líquido, ya sea mezcla de líquidos inmiscibles
(emulsión), ya sea un líquido completamente homogéneo.
 Mezcla líquido - gas
 Gas (lo consideraremos siempre homogéneo, trabajando con pocas
variaciones da altitud).
Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para su
caracterización:
 Línea de líquidus, por encima de la cual solo existen fases líquidas.
 Línea de sólidus, por debajo de la cual solo existen fases sólidas.
 Línea eutéctica y eutectoide. Son líneas horizontales (isotermas) en
las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides,
respectivamente.
 Línea de solvus, indica las temperaturas para las cuales una
solución sólida (α) de A y B deja de ser soluble para transformarse
en (α)+ sustancia pura (A ó B).
 Concentraciones definidas, en las que ocurren transformaciones a
temperatura constante:
-Eutéctica
-Eutectoide
-Peritéctica
-Perictectoide
-Monotéctica

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PROCEDIMIENTO
el procedimiento para trabajar esta experiencia se hará en unos tubos
con Naftaleno QP y p-diclorobenceno .
Tubo numero 5:
poner a baño maría el tubo número 5 para disolver el sólido que tiene en
su interior.
En otro vaso tener a 52ºC el agua (estas temperaturas
variaran según sea el tubo que se esté trabajando
para tener referencia de estas temperaturas ver el
cuadro resaltado donde se indica el número del tubo
y la temperatura de aproximación a este valor
aumentarle un grado para el experimento).Dentro del
vaso precipitado dejar el agitador grande para más
adelante controlar la temperatura es decir agitarla por si el
agua este por encima de la temperatura que se requiere.
Una vez que sea disuelto el sólido, introducir el agitador y el termómetro
en el tubo.
Con el agitador terminar de disolver el sólido, tener mucho cuidado de
no sobrecalentar la muestra, tener en cuenta las temperaturas de
aproximación para cada tubo.
Llevar la muestra al vaso anteriormente preparado.
Un alumno tomara el tubo con el termómetro y el agitador mientras que
el otro vera cuando se forma el primer cristal en la muestra calentada.
Cuando el alumno de la señal que se formó el primer cristal el segundo
alumno vera la temperatura que marca el termómetro este datos será
apuntado en nuestra hoja de datos.
TUBO
Nº
T ºC
1 54
2 47
3 43
4 32
5 48
6 58
7 72
8 80

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TABULACION
Condiciones de laboratorio
P (mmHg) T (ºC) HR
756mmHg 23ºC 96%
DATOS:
A. Determinacion del diagrama de fases
Temperaturas teóricas y experimentales de cristalización
Tubo N° Ttéor(ºC) Texp (°C)
5 48 45.0
8 80 80.0
Fracciones molares teóricos y experimentales
Tubo XA teo XB teo XA exp XB exp
5 0.53 0.47 0.53 0.47
8 1 0 1 0
B.Determinacion de las curvas de enfriamiento
Curva de enfriamiento (Tubo N°5)
T(s) T (°C)
0 51.5
30 51.0
60 50.6
90 50.5
120 50.0
150 49.6

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Curva de enfriamiento (Tubo N° 8)
T(s) T (°C)
0 80.0
15 79.6
30 80.0
45 80.0
60 80.0
75 80.0
90 79.9
105 80.0
120 80.0
135 80.0
150 79.0
165 78.3
180 79.7
195 77.6
180 49.4
210 49.0
240 48.7
270 48.6
300 48.4
330 48.0
360 47.9
390 47.6
420 47.2
450 46.8
480 46.6
510 46.1
540 45.9
570 45.7
600 45.6
630 45.3
660 45.0
690 44.7
720 44.3
750 44.0
780 43.9
810 43.2

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RESULTADOS:
Tubo % error Tcristalizacion % error XA % error XB
5 0.6% 0.0%
8 0.5% 0.0%
Teórico Experimental %Error
Punto Eutéctico °C 32 31 3.1%
XA 0.38 0.36 5.3%
XB 0.62 0.64 3.2 %
ΔH
Teórico
(cal/mol)
ΔH
Experimental
(cal/mol)
%Error
Naftaleno 4567.23 4567.76 0.012 %
p-diclorobenceno 4353.92 4356.25 0.054 %

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1
102.0
102.0

Totales
B
B
n
n
X
117.0
128
15

A
A
A
M
W
n
0
117.0
0

Totales
B
B
n
n
X
CÁLCULOS
a) Mediante la composición de cada una de las muestras, calcule la fracción
molar experimental de cada componente en cada mezcla.
Sabemos que:
Donde:
XA, XB : fracciones molares de A y B respectivamente.
nA, nB,nT: números de moles de A y B y número de moles totales.
Los pesos moleculares de cada sustancia son:
molgHCM /128
810
 molgClHCpM /147
246

Tubo 5
 nT = 0.078 + 0.068 = 0.146
 Hallando fracciones molares:
Tubo 8
 nT = 0.117+0 = 0.117.
 Hallando fracciones molares:
XA= nA/nT
XB= nB/ nT
n =W/M(g/mol)
078.0
128
10

A
A
A
M
W
n
534.0
146.0
078.0

Totales
A
A
n
n
X
068.0
147
10

B
B
B
M
W
n
1
117.0
117.0

Totales
A
A
n
n
X
0
147
0

B
B
B
M
W
n
466.0
146.0
068.0

Totalesn
nB
XB
117.0
128
15

A
A
A
M
W
n

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b) Con los datos de a) Construya el diagrama de fases. Analícelo.
En el grafico I que se encuentra en el apéndice representamos el Diagrama de
Fases utilizando como datos (Temperatura experimental vs. La fracción molar de
B).
Se colocan los puntos coordenados, obteniéndose dos curvas que al prolongarse
dan como intersección el punto eutéctico, representado por (PE).
Después de la intersección en la grafica se observa diversas fases, el área
superior (A PE B) representa una fase liquida, donde se aprecia que los
componentes son solubles. En esta fase calculamos F por la regla de fases F + P
= C + 1, para lo cual P es 1 fase y C son 2 componentes, reemplazando se
obtiene: F = 2-1+1=2, esta respuesta indica que para definir un punto en dicha
fase se necesitan como mínimo dos parámetros (temperatura y Fracción molar).
A lo largo de A PE el naftaleno cristaliza y a lo largo de B PE, el P-diclorobenceno
se cristaliza.
El área por debajo de A PE representa una fase liquida y una sólida de naftaleno;
por consiguiente el área por debajo de B PE representa una fase liquida y una
sólida de p-diclorobenceno; luego F = 2-2+1=1 por lo que para definir un punto se
necesita la temperatura o su composición, ubicándose sobre la línea B PE o
también a lo largo de A PE.
Finalmente el área por debajo de la temperatura eutéctica es un área de dos
fases, en la cual existen p-diclorobenceno sólido y naftaleno sólido, observándose
que están separados lo cual indica que estas sustancias en estado sólido no son
miscibles.
c) Construya las curvas de enfriamiento del componente puro y de la mezcla
elegida.
Las curvas se encuentran en el apéndice, la grafica II representa la curva de
enfriamiento de la solución pura y la grafica III la curva de la mezcla.
d) Del diagrama de fases, determine el punto eutéctico, determine la
temperatura y composición de dicho punto.
El Punto Eutéctico se halló gráficamente, obteniéndose lo siguientes datos:
Temperatura eutéctica:
TEUT = 34.5ºC
Composición (XEUT ):

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XA = 0.34
XB = 0.66
e) Calcule la solubilidad del naftaleno (fracción molar teórica en la mezcla),
para el rango de temperaturas observadas, entre el punto de
cristalización del naftaleno y el punto eutéctico.
Usamos la ecuación:
|
Donde:
T = Temperatura de cristalización teorica en K.
Entonces:
 Para T = 45°C = 318 K
Log Xa= -932.03/(318) -13.241.Log (318)+0.03332 (318) - 2.3382x10-5
x (318)2
+27.5264
Xa=0.495
Xb=0.505
 Para T = 48°C = 321 K
Log Xa= -932.03/(321) -13.241.Log (321)+0.03332 (321) - 2.3382x10-5
x (321)2
+27.5264
Xa=0.53
Xb=0.47
 Para T=58°C =331 K
Log Xa=-932.03/(331) -13.241.Log (331)+0.03332 (331)- 2.3382x10-5
x (331)2
+27.5264
Xa=0.66 Xb=0.34
 Para T=72°C=345
Log Xa=-932.03/(345) -13.241.Log (345)+0.03332 (345)- 2.3382x10-5
x (345)2
+ 27.5264
Xa=0.86 Xb=0.14
 Para T=77.6°C=350.6

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LogXa=-932.03/(350.6) -13.241.Log(350.6)+0.03332(350.6)-2.3382x10-5
x350.62
+ 27.5264
Xa=0.96 Xb=0.04
f) Repita el cálculo anterior para el p-diclorobenceno, en el rango de
temperaturas desde su punto de cristalización hasta el punto eutéctico.
Usamos la ecuación:
Donde:
T = Temperatura de cristalización teorica en K.
 Para T=54°C=327 K
Log Xb=2239.9/(327)+ 47.343.Log (327) - 0.03302 (327) + 115.0924
Xb=1 Xa=0
 Para T=47°C=41320 K
Log Xb=2239.9/(320)+ 47.343.Log (320) - 0.03302 (320) + 115.0924
Xb=0.89 Xa=0.11
 Para T=43°C=316
Log Xb=2239.9/(316)+ 47.343.Log (316) - 0.03302 (316) + 115.0924
Xb=0.80 Xa=0.20
 Para T=32°C=305 K
Log Xb=2239.9/(305)+ 47.343.Log (305) - 0.03302 (305) + 115.0924
Xb=0.62 Xa=0.38
G) Calcule el calor latente de fusión de los componentes puros en sus
puntos de fusión observados. Calcule también los valores teóricos
correspondientes.
Para el p-C6H4CL2

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Calor latente experimental:
T = 53.5°C = 326.5 K
ΔHB = -10250 + 94.07 (326.5) - 0.1511 (326.5)2
cal/mol
ΔHB = 4356.25 cal/mol
Calor latente teórico:
T = 54 °C = 327 K
ΔHB = -10250 + 94.07 (327) - 0.1511 (327)2
cal/mol
ΔHB = 4353.92 cal/mol
Para el C10H8 (Naftaleno)
Calor latente experimental:
T = 80.4°C = 353.4. K
ΔHA =4265-26.31 (353.4)+0.1525 (353.4)2
- 0.000214 (353.4)3
cal/mol
ΔHA = 4567.76 cal/mol
Calor latente teórico:
T = 80°C = 353 °K
ΔHA = 4265 - 26.31 (353) + 0.1525 (353)2
- 0.000214 (353)3
cal/mol
ΔHA = 4567.23 cal/mol
H) Determine el número de grados de libertad en el punto eutéctico.
Mediante la ecuación
Donde:
F = # de grados de libertad
P = # de fases
C = # de componentes
En el punto eutéctico coexisten 3 fases, 2 componentes; entonces el grado de
libertad es:
F + P = C + 1

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F + P = C + 1
F + 3 = 2 + 1
F = 0
I) Compare los valores teóricos con los experimentales.
Calculando el % error de las fracciones molares desde su punto de
cristalización hasta el punto eutéctico para el naftaleno (C10H8)
 Para el Tubo #5:
T = 48ºC = 321 K
T = 58ºC = 331 K
T = 72ºC = 345K
T = 80ºC = 353 K
Calculando el % error de las fracciones molares desde su punto de
cristalización hasta el punto eutéctico para el p-C6H4Cl2
T = 54ºC
T = 47ºC
T = 43ºC
%0.0100
53.0
53.053.0
% 

 xERROR
%0.0100
1
11
% 

 xERROR
%5.1100
66.0
67.066.0
% 

 xERROR
%2.1100
86.0
85.086.0
% 

 xERROR
%0.0100
1
1.1
% 

 xERROR
%1.1100
89.0
88.089.0
% 

 xERROR
%5.2100
80.0
82.080.0
% 

 xERROR

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20
T = 32 ºC
Calculando el % error para las fracciones molares del p-C6H4Cl2 en su
punto eutéctico:
Calculando el % error para las fracciones molares del C10H8 en su punto
eutéctico:
Calculando él % error de la temperatura en el punto eutéctico:
Calculando el % error del calor latente de fusión del C10H8:
Calculando el % error del calor latente de fusión del p-C6H4Cl2:
%2.3100
62.0
64.062.0
% 

 xERROR
%3.5100
38.0
36.038.0
% 

 xERROR
%1.3100
32
3132
% 

 xERROR
%012.0100
23.4567
76.456723.4567
% 

 xERROR
%054.0100
92.4353
25.435692.4353
% 

 xERROR
%2.3100
62.0
64.062.0
% 

 xERROR

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GRUPO 1 | UNMSM
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ANALISIS DE RESULTADOS
Una vez leído este informe se puede apreciar que los datos experimentales
con respecto a los datos teóricos son muy cercanos.
Se puede observar en el diagrama de fases ( naftaleno - p-diclorobenceno
) el punto eutéctico (Teutéctica= 31 °C y Xeutéctica= 0.64 ) , coexisten 3 fases
en equilibrio : Naftaleno solido , p-diclorobenceno solido y la disolución ;
todo el sistema a presión constante ( ya que en todo momento en el
laboratorio trabajamos la experiencia a presión constante ) .
En la grafica I (el del diagrama de fases), se halla el punto eutéctico, el cual
tiene un error de 3.2% de XB y un error de temperatura de 3.1% (errores
aceptables).
Los grados de libertad en el punto eutéctico, se halla tomando en cuenta
que se trabajo en laboratorio a una presión constante.
Se aprecia que los % de error de las fracciones molares son relativamente
pequeños, por lo que se discute que posiblemente no contengan la masa
correcta de en los respectivos tubos.
Al graficar (T vs t) del tubo 7, nuestra temperatura de congelación fue de
73.1 °C y para el tubo 1 la temperatura de congelación fue de 53,3 °C .En
el tubo 1 la solución pura de naftaleno llega en un momento dado que su
temperatura sea mantiene constante.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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CONCLUSIONES
Cada sustancia químicamente pura tiene su propio diagrama de fases.
El diagrama de fases nos muestra con datos experimentales que los
estados de agregación de la materia dependen de la presión y la
temperatura.
La línea en el diagrama de fases lo divide en regiones definidas, como
sólido, líquido y líquido más sólido.
Se puede concluir que el punto eutéctico es un punto en el cual coexisten
tres diferentes fases las cuales se diferencian por estar en estado solidó
líquido y gaseoso.
En el punto eutéctico el sistema se mantiene invariable.
Además que con el punto eutéctico es posible hallar la temperatura de
cristalización con su respectiva fracción molar.
Si del sistema fluye calor la temperatura no varía hasta desaparecer una
fase.
Cuanto más grande es el número de componentes de un sistema, mayor es
el número de grados de libertad. Cuanto más grande es el número de
fases, menor es el número de grados de libertad.
En una mezcla con solubilidad Ilimitada se observa una mezcla homogénea
de dos o más materiales con una sola fase.
Se usa los diagramas de fase para muestra las fases y sus composiciones
para cualquier combinación de temperatura y composición de una aleación.
En la curva de enfriamiento de mezcla de composición definida, es posible
obtener el punto de solidificación y su temperatura eutéctica.
RECOMENDACIONES:

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Agitar el tubo de ensayo donde se encuentra cada muestra con mucho
cuidado, ya que si se llega a romper la muestra y el trabajo son perdidos.
Al momento de calentar las muestras se deberá de abrir un poco el corcho
ya que con la presión que se genere en su interior puede hacer que este se
rompa.
Al realizar el baño de agua caliente se recomienda que esté cerca a la
temperatura de cristalización del tubo aproximadamente 2-3ºC de diferencia
esto es para acelerar el proceso de cristalización si en caso no se llevara a
una temperatura mayor se formara cristales antes que empiece la
experiencia.
Observar con gran precisión el líquido del tubo, sobre todo cuando se
acerque a su temperatura de cristalización, se recomienda realizar para ello
la experiencia en una habitación bien iluminada para poder observar la
formación de los cristales.
Cada vez de que se use el termómetro y agitadores para cada sustancia
limpiarlos bien para que al realizar la experiencia con los tubos siguientes
no se contaminen de impurezas alterando su composición respectiva.
No olvidar de prender la campana para que los gases que se puedan
generar no molesten al experimentador a la hora de hacer la experiencia.
No sobrecalentar la muestra tener en cuenta las temperaturas de
aproximación dadas en el cuadro.
BIBLIOGRAFIA
CASTELLAN, Gilbert. “Fisicoquímica”

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CHANG RAYMOND. “Fisicoquímica” Ediciones Continental.
FISICOQUIMICA GASTON PONS MUZZO
EDITORIAL UNIVERSO
1ª EDICION 1969
pág. 464 – 470
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_fase
APENDICE
 CUESTIONARIO:
1. ¿Qué es un diagrama de fases? ¿cuál es su importancia?
Los diagramas de fases son representaciones gráficas –a varias temperaturas, presiones
y composiciones- de las fases que están presentes en un sistema de materiales. Los
diagramas de fases se realizan mediante condiciones de equilibrio (enfriamiento lento) y
son utilizados para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los
materiales.
Parte de la información e importancia de estas graficas radica en que se puede obtener a
partir de ellos:
 Fases presentes a diferentes composiciones y temperaturas.
 Solubilidad de un elemento o compuesto en otro.
 Temperatura a la cual una aleación que se deja enfriar empieza a solidificar así
como el rango de temperaturas en el que tiene lugar la solidificación.
 Temperatura a la que se funden o empiezan a fundirse las distintas fases.
2. ¿Qué entiende usted por un sistema de punto eutéctico simple?
Es un sistema que solo contiene fases sólidas y liquidas, además el punto eutéctico
simple se caracteriza por ser la mínima temperatura donde el compuesto o mezcla de los
sólidos pueda fundirse, es decir, cambiar de un fase a otra fase.
Es un punto invariante que tiene como característica una temperatura eutéctica y una
composición de la solución que debe permanecer constante en tanto coexistan las fases.

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En un sistema de dos o más compuestos en los que se permita determinar su respectivos
diagramas de fases, se pueden presentar dos casos diferentes: (a) 2 compuestos: las
curvas μ-T para ambos compuestos se intersecan en un punto; y (b) 3 ó más compuestos:
las curvas μ-T para los compuestos se intersequen (considerando que se deben tomar
curvas contiguas) en 2 ó más puntos.
Dichos puntos de intersección son denominados puntos eutécticos para todos los casos,
puntos que determinan el equilibrio de las fases de los compuestos, pero en particular se
le conoce como punto eutéctico simple a aquel punto hallado por la intersección de las
curvas μ-T de dos compuestos.
3. En un diagrama de punto eutéctico simple, explique la aplicación
de la regla de fases.
Estas cantidades normalmente se expresan como porcentaje del peso (% peso), es una
regla matemática válida para cualquier diagrama binario.
En regiones de una sola fase, la cantidad de la fase simple es 100%. En regiones
bifásicas, sin embargo, se deberá calcular la cantidad de cada fase. Una técnica es hacer
un balance de materiales.
Para calcular las cantidades de líquido y de sólido, se construye una palanca sobre la
isoterma con su punto de apoyo en la composición original de la aleación (punto dado). El
brazo de la palanca, opuesto a la composición de la fase cuya cantidad se calcula se
divide por la longitud total de la palanca, para obtener la cantidad de dicha fase.
En general la regla de la palanca se puede escribir de la siguiente forma:
PORCENTAJE DE FASE = brazo opuesto de palanca x 100
Longitud local de la isoterma
Se puede utilizar la regla de la palanca en cualquier región bifásica de un diagrama de
fases binario. En regiones de una fase no se usa el cálculo de la regla de la palanca
puesto que la respuesta es obvia (existe un 100% de dicha fase presente).
Pasos para calcular las composiciones:
1. Dibujar la isoterma.

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2. Encontrar el largo del lado opuesto a la composición deseada.
3. Dividir el largo del opuesto por la isoterma:
4. El resultado se multiplica por 100.

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Regla de fases fiqi 2014

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