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

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Formal Metadata

Title
Schmelzdiagramme mit invarianten Punkten - Eutektikum und Peritektikum als Unstetigkeiten in der Liquiduslinie?
Title of Series
Part Number
40
Author
Lauth, Jakob Günter (SciFox)
Contributors
Lauth, Anika (Medientechnik)
License
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
You are free to use, adapt and copy, distribute and transmit the work or content in adapted or unchanged form for any legal and non-commercial purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor.
DOI
Publisher
SciFox
Release Date
2013
Language
German
Production Year
2013
Production Place
Jülich

Content Metadata

Subject Area
Keywords
Physikalische Chemie
Thermodynamik
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Fester Zustand Mixture Gemenge General chemistry
Solid solution Fester Zustand Lithium chloride Kaliumchlorid Mixture Gemenge Zweikomponentensystem <Molekularbiologie> Salt (chemistry) Permaculture
Lithium chloride Kaliumchlorid Crystallization
Lithium chloride Kaliumchlorid Gemenge Composite material
Lithium chloride Lecture/Conference Eutektikum Eutektikum Freezing Composite material
Fester Zustand
Lecture/Conference Peritektikum
Fester Zustand
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
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