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Schmelzdiagramme mit invarianten Punkten - Eutektikum und Peritektikum als Unstetigkeiten in der Liquiduslinie?

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Häufig bilden 2 Komponenten A und B zwar in der Flüssigphase eine homogene Mischung, in der festen Phase aber nur ein heterogenes Gemenge.
Eine typische Mischung, die sich so verhält ist das Zweikomponentensystem Kaliumchlorid / Lithiumchlorid. Die beiden Salze mischen sich im flüssigen Zustand komplett, im
festen Zustand gibt es jedoch keine Mischkristalle. Im Schmelzdiagramm haben wir drei homogene Zonen: zum einen das feste Lithiumchlorid (die dunkelrote Senkrechte auf der rechten Seite), dann das feste Kaliumchlorid (die orangefarbene Senkrechte auf der linken Seite) und die Flüssigphase oder Schmelze oberhalb der V-förmigen Struktur (violette Liquiduslinie). Alle anderen Flächen im Diagramm entsprechen heterogenen Gemengen (sind also zweiphasig). Die Liquiduslinie hat die typische V-förmige Struktur, das Minimum der Liquiduslinie nennt man Eutektikum. Die Soliduslinien sind hier nur schwer einzuzeichnen; es sind die Linien, welche die homogenen festen Phasen nach rechts oder links abgrenzen. Die gelbe Linie ist die Eutektikale, die Konode am eutektischen Punkt. Im Diagramm finden wir drei invariante Punkte: einmal den Schmelzpunkt von reinem Lithiumchlorid bei 607 °C, einmal den Schmelzpunkt von reinem Kaliumchlorid bei 773 °C und einmal den
eutektischen Punkt. Hier reagieren quasi eine Synproportionierungs- Reaktion zwischen zwei Feststoffen (Kaliumchlorid und Lithiumchlorid) zu einer homogenen Schmelze, (der eutektischen Schmelze), die 65 %-ig an Lithiumchlorid ist. Wenn wir eine untereutektischen Schmelze (Zustand 1, ca. 40 % LiCl) abkühlen, dann bewegen
wir uns auf der Isoplethe (Linie konstanter Zusammensetzung) nach unten (zu tieferen Temperaturen) wir erreichen die Liquiduslinie und hier setzt die Kristallisation ein.
Welcher Feststoff im Gleichgewicht mit der Schmelze vorliegt, müssen wir die Konode einzeichnen: Reines Kaliumchlorid Kristallisiert aus der Schmelze. Bei weiterem Abkühlen werden die Kaliumchlorid-Kristalle größer; und die Schmelze reichert sich an Lithiumchlorid an. Die Zusammensetzung der Schmelze bewegt ich entlang der Liquiduslinie zum eutektischen Punkt. Beim Erreichen der Eutektikale liegen große reine Kaliumchlorid-Kristalle in einer Schmelze mit eutektischer Zusammensetzung vor. Die eutektische Schmelze verfestigt sich jetzt bei konstant 353 °C 353 °C und
wird zu einer festen eutektischen Matrix. Die eutektische Matrix sieht zwar auf den ersten Blick homogen aus, ist aber tatsächlich ein sehr inniges Gemenge von festem Kaliumchlorid
und Lithiumchlorid - häufig in einer lamellaren Struktur. Beim vollständigen Erstarren einer untereutektischen Schmelze erhalten wir große Kaliumchloridkristalle (Primärkristalle) in einer eutektischen Matrix. Wir können ein Eutektikum
auch als "Flüssigphase mit Floor-Temperatur" interpretieren. Beim Abkühlen ist diese Flüssigphase ab einer bestimmten Temperatur nicht mehr homogen stabil und zerfällt dann in zwei
feste Phasen. Analog hierzu kann es auch feste Phasen mit Ceiling-Temperatur geben: Beim Erwärmen ist diese feste Phase ab einer bestimmten Temperatur nicht mehr stabil und
zerfällt in einen anderen Feststoff und eine flüssige Phase. Den Punkt
nennt man Peritektikum; den Vorgang wird als inkongruentes Schmelzen bezeichnet. Demgegenüber spricht man
von kongruentem Schmelzen, wenn eine
feste Phase bei einer konstanten Temperatur zu einer Flüssigphase mit derselben Zusammensetzung schmilzt. (Dystektikum) Wenn an einer Phasenumwandlung an einer Floor-Temperatur nur feste Phasen beteiligt sind, sprechen wir von einem Eutektoid. Eine Phasenumwandlung an einer Ceiling-Temperatur, bei der nur feste Phasen beteiligt sind, heißt Peritektoid. Diese klassischen vier (bzw. fünf) invarianten Punkte, die man in
Fester Zustand
Gemisch
Physikalische Chemie
Gemenge
Fester Zustand
Zweikomponentensystem <Molekularbiologie>
Kaliumchlorid
Permakultur
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Vorlesung/Konferenz
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Kaliumchlorid
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Kaliumchlorid
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Gemenge
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Kernmatrix
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Metadaten

Formale Metadaten

Titel Schmelzdiagramme mit invarianten Punkten - Eutektikum und Peritektikum als Unstetigkeiten in der Liquiduslinie?
Serientitel Einführung in die Thermodynamik
Teil 40
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15683
Herausgeber Lauth, Günter Jakob
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Technische Metadaten

Dauer 05:46

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Schlagwörter Physikalische Chemie
Thermodynamik

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