Diagrammi di fase: la miscelazione totale nei sistemi binari
I diagrammi di fase sono strumenti utilizzati per rappresentare le diverse fasi di equilibrio di un sistema in funzione di varie variabili di stato. Tra i diagrammi di fase più significativi troviamo quelli associati ai sistemi binari, in cui due componenti sono completamente miscibili sia nello stato solido che liquido.
Un esempio di ciò è il diagramma dei sistemi binari con soluzione solida completa, che mostra un comportamento simile a quanto illustrato di seguito.
Questo tipo di diagramma visualizza la temperatura sull’asse delle ordinate e la composizione sulla scala delle ascisse, espressa in frazione molare o come percentuale di composizione.
Lettura del diagramma
Il diagramma mostra le temperature di fusione dei componenti puri come t_A e t_B. A temperature più elevate rispetto alla regione bifasica, si ha una fase liquida indipendentemente dalla composizione, il che indica una completa miscibilità dei due componenti nello stato liquido. In questo sistema, i componenti A e B sono completamente solubili anche nello stato solido, in accordo con le regole di Hume-Rothery per i sistemi metallici, le quali considerano criteri come la differenza dei raggi atomici, la struttura cristallina, l’elettronegatività e la valenza.
Alle temperature più basse, all’interno della regione di fase singola della soluzione solida, si osserva un’unica fase presente. Tra i due campi di fase singola si trova una regione bifasica, delimitata rispettivamente dal Liquidus e dal Solidus, che indicano il confine al di sopra del quale il sistema è completamente solidificato.
Per una specifica composizione e temperatura all’interno della regione bifasica, si raggiunge un equilibrio tra un liquido ricco di A e una soluzione ricca di B. Tracciando una linea orizzontale a temperatura costante, si possono individuare i punti di intersezione delle curve, corrispondenti alle composizioni del liquidus, solidus e dei componenti A e B.
La linea che connette le composizioni delle due fasi è conosciuta come linea di equilibrio. Per approfondire la conoscenza sulla frazione molare e comprendere meglio le proprietà della soluzione solida completa, puoi leggere ulteriori informazioni sulla [frazione molare](https://chimica.today/stechiometria/frazione-molare-esercizi-svolti).
