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06 DIAGRAMA DE FASES- Resolución ejercicio 3 - 21-11-22 - Contenido educativo

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Subido el 15 de noviembre de 2023 por Luciano S.

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Resolución ejercicio diagrama de fases binarios

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Fijaos, este tercer ejercicio que tenéis ahí resuelto, lo primero que hay que hacer 00:00:00
con él, cuando te dan un ejercicio y un diagrama de fases, lo que hay que hacer es estudiar 00:00:10
un poquito qué tipo de diagrama de los que hemos visto es. Entonces, si recordáis hablamos 00:00:17
de totalmente soluble en estado líquido y en estado sólido, soluble en estado líquido 00:00:25
e insoluble en estado sólido, soluble en estado líquido, parcialmente solubles en 00:00:30
estado sólido y luego formación de fases terminales. Entonces, por ejemplo, Ángeles, 00:00:36
a ver si, ¿qué tipo de diagrama es este? ¿Me respondes? Desde los cuatro que dijimos 00:00:44
sabrías decirme cuál es. Totalmente soluble en estado líquido, sí, ¿no? Totalmente 00:00:53
soluble en estado líquido, sí. ¿Y en estado sólido? Hay líneas de solvus. También, 00:01:05
¿no? Sí, sí. Hay líneas de solvus, ¿no? Estas orejillas que vulgarmente se le habla 00:01:15
orejas o estos rombos laterales, este de aquí y este de aquí, quiere decir que A 00:01:21
es parcialmente soluble en B y B es parcialmente soluble en A. ¿Os acordáis? Entonces, serían 00:01:29
totalmente solubles en estado líquido y parcialmente solubles en estado sólido se pone manifiesto 00:01:35
porque aparecen estas curvas de solubilidad aquí abajo. ¿Sí? Vale, así es. Vale, entonces, 00:01:42
por ejemplo, fijaos. La línea de líquidos, por aquí voy con la manilla esta, ¿ve? En 00:01:54
la parte negra, las curvas negras es la línea de líquidos. Por encima de ella todo líquido. 00:01:59
¿Vale? Aquí me ha salido un acento la doble diéresis. Vale, ya lo corregiré, ¿vale? Entonces, 00:02:05
esta sería la fase líquida, la línea de líquidos, por encima todo líquido. Luego después la curva 00:02:13
de sólidos es esta roja, pero la parte de abajo no. Esta que baja para acá, por aquí, por la 00:02:20
isoterma del eutéptico, que es este mínimo, y sube para arriba. Y luego después estas curvas 00:02:27
que hay aquí abajo están en la parte sólida, son de solubilidad. Entonces, por ejemplo, 00:02:34
esto va del 7, fijaos, aquí sería 7 arriba y aquí abajo un poquito menos de 5, 4 y pico. 00:02:40
Entonces la solubilidad del que hay a la derecha, que es B en A, varía desde 7 aquí arriba, 00:02:47
esta temperatura, hasta 4 y pico aquí. Y por el otro lado la solubilidad de A en B, 00:02:54
porque alfa es una solución sólida de B en A. Lo decíamos el otro día. Entendéis que si bajo, 00:03:03
por ejemplo, por aquí, aquí tengo el 3% de B, que es lo que voy representando aquí, 3%, 00:03:14
entonces 97% es A, 3% B. Alfa es casi todo A, una solución de B en A. Y B al contrario, ¿no? 00:03:20
Entonces sería la solubilidad de uno en el otro. Bien, bueno, hemos dicho eso. Entre la línea de 00:03:32
líquidos y la de sólidos hay una mezcla de dos fases, una líquida y otra sólida. Entre la de 00:03:40
líquidos y la de sólidos por aquí lo mismo. Bien, entonces, en este caso nos dicen que 00:03:46
estudiemos esta aleación de aquí, por aquí, porque baja por aquí, por el punto A, B y C. 00:03:51
Y nos dicen que estudiemos en el punto A qué ocurre. Entonces, en el punto A nosotros vemos 00:04:00
aquí que no hay, es una fase única, es una región unifásica de líquido. Todo es líquido, 00:04:09
el 100% líquido. Y la composición, pues, en este caso hay que bajar directamente buscando. 00:04:16
La aleación que nos dan se ha disuelto totalmente y tiene 40% de B y el resto es A. 00:04:22
A ver, lo he ampliado tanto. Ah, bueno, es que esto... Esperad, perdonad. 00:04:31
Es que me he pasado, me he pasado hacia abajo. Debería estar aquí. 00:04:39
Esperad, aquí. Me dice que la aleación es, la aleación de partida 60% de A y 40% de B. 00:04:47
¿Lo veis ahí? Entonces estoy ahí y tengo esa composición. Ahora, bajo para abajo, 00:04:55
atravieso la línea de líquidos y se me va formando sólido a la derecha. Para saber qué dos fases 00:05:03
tengo aquí, ¿qué dos fases tengo aquí? Trazo una línea de conjugación o vinculación. Entonces, 00:05:13
esa línea de conjugación en el punto B, que es donde estoy, aquí era todo líquido. Si voy 00:05:24
hacia la izquierda, atravieso una línea de sólido y paso de líquido a sólido alfa, 00:05:31
que es lo que tengo a la izquierda. Si voy hacia la derecha, atravieso una línea de líquido y a la 00:05:40
derecha tengo líquido. Entonces, esto que tengo aquí es una mezcla de sólido alfa y líquido, 00:05:45
¿vale? Lo que decíamos. Izquierda y derecha. El sólido, la palanca me dice que el segmento de 00:05:52
la derecha me dice lo que hay a la izquierda, que es el sólido, y el segmento de la izquierda lo que 00:05:58
hay a la derecha, que es el líquido. Entonces, a medida que voy bajando se va a ir formando 00:06:02
sólido alfa, se va a ir formando sólido alfa para acá. Y una parte queda líquido, hasta que 00:06:06
llegue a la línea o isotermal diutéctico. Si hacemos cálculos aquí, en el punto B, todo el 00:06:12
segmento, ¿ves? Todo el segmento, pues, bajas hacia abajo, al eje de ascisas, entonces te encuentras 00:06:20
3% aquí y 50% aquí a la derecha. Lo he puesto aquí para que se vea, ¿no? 3%, 50%. Por lo tanto, 00:06:28
todo el segmento va desde 50 a 3, que es lo que ponemos a la hora de hacer los porcentajes de 00:06:39
las fases, ¿vale? De 50 a 3. El segmento de la izquierda, que sería desde 3 a 40, me dice lo que 00:06:47
hay de líquido, que lo he puesto aquí abajo, ¿vale? ¿Veis? Entonces, 50 menos 3 es el 100%, 40 menos 3 es 00:06:55
x, me sale la proporción esta, ¿no? 50 menos 3 en el denominador, por 100, y tengo 78,7 de líquido y, de la 00:07:05
misma forma, el sólido, que sería desde 50 a 40, ¿veis que lo puse aquí? 50 menos 40 y abajo todo el segmento. 00:07:14
Por lo tanto, la aleación que aquí tenía 60 a 40, cuando voy bajando aquí la temperatura, en este momento 00:07:20
concreto, a 100, 1250 grados, o lo que quiera que sea esto, no se ve muy claro, pero me han dicho que ahí está 00:07:29
formada, esta aleación ahora no es todo líquido, sino que tiene un 21% de sólido y un 78 de líquido. 00:07:37
Y las composiciones, ahora, tanto del sólido como del líquido han variado, no son las 60 a 40 original. El sólido, me voy a 00:07:46
sublínea del sólido, bajo, y tiene 3% de B y 97% de A, lo que os he dicho antes, que alfa es una solución sólida de B en A, 00:07:53
que es casi todo A con un 3%. Y si voy hacia la derecha, hasta la línea de líquidos y bajo, el líquido tiene 50% de B. 00:08:06
Y el resto es A. 00:08:16
¿Bien Ángeles, tú que me estabas hablando y los demás? ¿Alguien que responda? ¿Todo bien? 00:08:19
Sí, todo bien. 00:08:25
Vale. Bueno, ¿qué pasa? Ahora después, cuando llego aquí, cuando yo llegue aquí abajo, esto sería, se me va formando este líquido, ¿vale? 00:08:27
¿Veis? O sea, al principio, si yo dibujo, para ver en el microscopio, si yo mirara visualmente en un microscopio, aquí en A es todo líquido, 00:08:39
y cuando voy aquí a B, se va formando un sólido alfa, ¿veis? Como os he dibujado aquí, y el resto es líquido. 00:08:48
Vale. Voy a pasar a la siguiente página, porque lo he puesto aquí, es lo mismo, pero aquí voy a poner todo, ¿vale? Fijaos. 00:08:56
Entonces, se va formando el sólido, este que dibujo aquí con la manilla, este sólido, y el resto es líquido. 00:09:06
Entonces, a medida que voy bajando, sabemos que se forma este alfa, que es un sólido proeutéctico, porque está por encima del eutéctico. 00:09:14
Y ahora, hasta llegar aquí, un poquito por encima de la isoterma eutéctica, esta de aquí, que es aproximadamente 1050 grados o 1060, 00:09:23
un poquito por encima tengo el sólido alfa, y el resto, el segmento de la izquierda, aquí, yo trazo aquí la línea vínculo, 00:09:33
se me ha formado todo este trocito hacia la derecha de sólido alfa, y este trocito a la izquierda de líquido por encima. 00:09:43
En cuanto atraviese la isoterma del eutéctico, hemos dicho, ya sabemos que, en cuanto atraviesa, empieza a precipitar un poquito de alfa, 00:09:50
un poquito de beta, un poquito de alfa, beta, y todo el líquido se transforma en sólido. 00:10:00
Es lo que os he dibujado aquí. Fijaos, a temperatura del eutéctico, más 0,5 grados, he dibujado aquí, un poquito por encima, ¿veis? 00:10:06
Todo alfa y líquido. A temperatura del eutéctico, menos 0,5 grados, al atravesarla, todo el líquido se transforma en eutéctico. 00:10:16
¿Y qué es el eutéctico? Ángeles, ¿qué es el eutéctico? ¿Una mezcla de qué? 00:10:26
Una mezcla que pasa del líquido a dos sólidos. 00:10:34
¿Y qué dos sólidos son? 00:10:39
Alfa y beta. 00:10:41
Alfa y beta, vale, de acuerdo. Pues yo voy a tener aquí, alfa libre, que es proeutéctico, que estaba formando arriba, y alfa más beta, que es el eutéctico. 00:10:43
Son dos fases, porque está clara que la fase D que se estaba formando previa, aquí aparece, y luego parece como una única fase, aunque tiene dos componentes, ¿vale? 00:10:55
Por ejemplo, como he dibujado aquí alfa negro, pues las rayas que se iban formando serían de alfa negro, y el resto, lo blanco, sería beta, en este caso. 00:11:07
Bien, entonces, si yo atravieso todo el eso termoeutéctico, sé que lo voy a tener como alfa más beta, todo sólido. 00:11:18
Vale, entonces voy aquí al punto C, y en el punto C, pues lo mismo, digo, anda, tengo dos fases. 00:11:28
Tengo, voy hacia la izquierda, me encuentro con una línea de solvus aquí, voy a la derecha y tengo otra línea de solvus a la derecha. 00:11:36
Bien, bueno, pues entonces delimito, delimito la línea de solvus. 00:11:43
Hacia la izquierda tengo 5%, ¿veis? 5% de B, y hacia la derecha tengo 92%. 00:11:52
Por lo tanto, la línea de solvus va, o sea, la línea de vinculación va de 5 en 92, que lo he vuelto aquí abajo, ¿ves? 92-5, 92-5. 00:12:02
¿Cuánto tengo de alfa? Pues lo mismo, el segmento de la derecha, desde 40 hasta 92, me dice lo que hay a la izquierda que es alfa, y el segmento de la izquierda, desde 5 hasta 40, lo que hay a la derecha, que es beta. 00:12:14
Hago los cálculos para alfa, tengo 92-40, 92-40, me da casi 60% de alfa y un 40% de beta. 00:12:29
Bien, vale, yo aquí abajo tengo 60% de alfa y 40% de beta, pero sabemos que proeutéptico se había formado una cantidad de alfa previo, que iba a estar como alfa. 00:12:41
O sea, este 60% de alfa es todo lo que hay aquí en los trozos que se han formado más el alfa que hay en el eutéptico. 00:12:56
Se puede hacer una cosa, se puede trazar aquí, para conocer la cantidad de fase alfa que está libre o en el eutéptico, ¿qué hacemos? Vamos a la línea del eutéptico aquí arriba. 00:13:04
Fijaos, aquí en la isoterma eutéptica, es aquí justo. Entonces, la isoterma eutéptica va, si veis, desde 7 hasta 60, y lo he puesto aquí abajo, 60-7, 60-7. 00:13:15
El segmento de la derecha es lo que hay a la izquierda que es el alfa. Vale, entonces al alfa sería 60-40, 37% es alfa puro lo que hay aquí. 00:13:33
Y luego el segmento de la izquierda, desde 7 a 40, es lo que hay de eutéptico, porque estoy aquí, yo estoy haciendo un supuesto desde el alfa hasta el eutéptico que está aquí. 00:13:44
Entonces, el resto es el eutéptico. ¿Qué pasa? Con estas condiciones yo sé que tengo 37.7% de eutéptico, de proeutéptico alfa, y el resto de eutéptico. 00:13:57
Como tengo 37% libre y originalmente hemos calculado que era 60, pues 60-37, 22 está en el eutéptico. Es decir, 37.7 está libre y 22 está en el eutéptico. 00:14:10
¿Me habéis seguido Ángeles tú que me estabas respondiendo? ¿Lo entendéis? ¿Lo veis? 00:14:27
Sí, sí, sí. 00:14:31
Bueno, no es difícil, ¿vale? Es cuestión si me habéis seguido. Hombre, entiendo que alguien que lo haya intentado hacer en casa puede ser que lo haya entendido. 00:14:37
Ahora, los ejercicios que os he puesto, uno es casi como este, más difícil y yo, y otro más sencillo, con una lenteja totalmente líquida en estado sólido. Luego después os subo la solución a la tarea. 00:14:45
Idioma/s:
es
Autor/es:
Luchi
Subido por:
Luciano S.
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
36
Fecha:
15 de noviembre de 2023 - 11:55
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES LOPE DE VEGA
Duración:
15′ 06″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
67.72 MBytes

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