Echilibre de faza in sisteme tricomponente

Echilibre de faza in sisteme tricomponente

Aplicarea legii fazelor a lui Gibbs in studiul sistemelor tricomponente atesta coexistenta a maximum 5 faze cu o varianta F=5-P. Sistemul monofazic poseda cel mai mare numar de grade de libertate. Cele patru variabile independente ale sistemului pot fi: temperatura, presiunea si doua compozitii.

Tratarea grafica a sistemelor tricomponente se realizeaza prin mentinerea constanta a unui parametru de stare, celalalt fiind inregistrat pe o axa perpendiculara pe un plan al compozitiilor. In general acest plan este un triunghi echilateral. Rozeboom, Gibbs si Stokes au studiat sistemele ternare prin diagrame plane izoterme sau izobare realizate prin triunghiuri echilaterale desprinse din prisme triunghiulare ca sectiuni perpendiculare pe axa parametrului de stare (T sau P). Fiecare unghi al triunghiului reprezinta componentul pur, iar fiecare latura o compozitie binara. In figura 8.32 este reprezentat un astfel de triunghi echilateral pentru care fiecare latura este egala cu unitatea iar compozitiile binare sunt exprimate in fractii molare sau in procente. Din particularitatile geometrice ale triunghiurilor se pot deduce anumite particularitati simple privind compozitiile, cum ar fi:

q       pentru un punct O din interiorul triunghiului, ca in figura 8.32, suma de la O, calculata din paralele la laturile triunghiului, este totdeauna aceeasi si egala cu latura acestuia;

q       distantele de la punctul O la fiecare latura a triunghiului, sau proportia componentului din coltul opus sunt: x_C1 ; x_C2 ,2; si x_C3

q       daca se traseaza o dreapta dintr-un colt al triunghiului, ca in figura 8.33, pe o latura opusa, se realizeaza rapoarte constante intre C₁ si C₂ pentru toate punctele dreptei C₃N. Deci se poate scrie:

q       o paralela la una din laturile triunghiului reprezinta o proportie constanta a unui component din sistem si cantitati variabile din ceilalti;

q       regula parghiilor stabilita pentru sisteme binare a fost generalizata si pentru sistemele ternare.

Cele mai uzuale sisteme ternare sunt cele in care coexista trei faze lichide. Situatia este mult complicata pentru sistemele in care intervin si faze solide sau gazoase.

Figura 8.32 Diagrama de faza Figura 8.33 Proprietatile sistemului a unui ternar in triunghi echilateral ternar in triunghi echilateral