Eutéctico

Un diagrama de fases per a una mescla binaria fictícia (en els dos components denotats per a i B).Es representa la composició eutéctica, la temperatura eutéctica i el punt eutéctico. * L denota la fase líquida * α representa un sòlit ric en component A * β un sòlit ric en component B

S'entén per eutéctico (del grec "εύ" eu = fàcil, i "τήξις" tēxis = fusió) a la mescla homogénea de sòlits íntimament conectats, formant una súper retícula, en alcançar una proporció de percentage atòmic única entre els components, que posseïx un punt de fusió més baix que el que posseïxen els composts individualment.

Eutéctico és una mescla de varis components en punt de fusió (solidificació) mínim, inferior al corresponent a cada u dels components en estat pur. Açò ocorre en mescles que posseïxen alta estabilitat en estat líquit, els components del qual són insolubles en estat sòlit.

La reacció eutéctica és una reacció invariante en que en el refredat d'una aleació binaria (dos components) es transforma d'un líquit a dos sòlits

Líquit → sòlit 1 + sòlit 2

En processos a pressió constant, el canvi d'estat en el cas d'un eutéctico té lloc a temperatura constant, com en el cas de components purs.

La solidificació comença formant-se un primer núcleu de la fase sòlit 1, i a continuació i pegat a ell un atre núcleu de la fase sòlit 2. Este procés es repetix contínuament, de manera que les dos fases sòlit 1 i sòlit 2 es disponen en forma de làmines entremesclades. No formen una estructura uniforme com seria el cas de substàncies en solubilidad total en estat sòlit.

Per eixemple: siga el sòlit A impurificado en B, els punts de fusió respectius són PfA i PfB i PfA<PfB, llavors el punt eutéctico (temperatura a la qual fon la mescla), Pe, serà menor que el punt de fusió de A. L'eixemple val també per al cas en el que PfB<PfA, en este cas el punt Pe<PfB. La mescla eutéctica es comporta com un sòlit pur, no obstant és incorrecte afirmar que es tracta d'una solució sòlida. Es pot fer una analogia en el descens crioscópico per a solucions i soluts. Per damunt d'esta temperatura de fusió, si es té la composició eutéctica, la mescla és tota líquida.

En mescles que presenten solubilidad total en estat sòlit, la temperatura de solidificació de la mescla estarà compresa entre les corresponents a cada u dels components en estat pur. De manera que en aumentar la concentració del component de temperatura de solidificació més baixa, disminuirà la temperatura de solidificació de la mescla.

Fases eutécticas d'aleacions i els seus diagrames

En els diagrames de fases binarios es poden vore els punts d'equilibri entre les distintes fases que poden aplegar a presentar-se en una aleació. En este cas, centrarem en les reaccions eutécticas i la seua representació en el diagrama. Prengam d'eixemple l'aleació de plom-estany. Existixen 3 fases principals: la líquida (L, abdós components estan ben mesclats), alfa (A, plom en estany dissolt) i beta (B, estany en plom dissolt).

En la majoria de les composicions es té una mescla de la fase A i B per baix de 183 °C, a concentracions baixes d'estany tenim A pur i a concentracions baixes tenim B pur (A les llínees que dividixen les zones de fases pures en les de mescla se'ls crida solvus). En pujar la temperatura per damunt de 183 °C i tenint una mescla d'i B, existixen 5 reaccions provables:

• Tota la fase B es convertix en

A * Tota la fase As convertix en B * Tota la fase B es convertix en L * Tota la fase As convertix en L * Tota la mescla A+B es convertix en L

Com és d'esperar, les dos primeres opcions ocorren quan es tenen baixes o altes proporcions d'un dels metals. Quan ocorre el tercer cas es diu que l'aleació és hipoeutéctica i a l'aleació del quart cas se li denominarà hipereutéctica. Per a que una mescla d'i B es convertixca en L en un sol pas es deu tindre la composició eutéctica, una de les característiques més importants d'estes aleacions és que quan es gelen, l'acomode d'i B es dona de manera laminar.

Per a poder llegir correctament estos diagrames és necessari tindre en conte totes les zones i canvis abans mencionats. Ara si es vol saber la composició d'alguna de les fases en una mescla és necessari fer una llínea d'interconexió entre els solvus. També per mig de la regla de la palanca es pot determinar el percentage que es té de cada fase.

Tipos

Aleacions

Les aleacions eutécticas tenen dos o més fases i tenen composició eutéctica. Quan una aleació no eutéctica solidifica, els seus components solidifican a diferents temperatures, exhibint un ranc de temperatures fusió. De manera contrària, quan una aleació eutéctica ben mesclada solidifica, ho fa a una temperatura constant. Les transformacions de vàries fases ocorregudes durant la solidificació d'una composició d'aleació específica pot ser entesa traçant una llínea vertical des de la fase líquida a la fase sòlida en el diagrama de fases d'eixa aleació.

Alguns usos inclouen:

• Relés de sobrecàrrega d'aleació eutéctica per a protecció elèctrica de motors trifásicos per a bombes, ventiladors, transportadors, i atres equips de procés industrial.
• Aleacions eutécticas para soldadura, compostes per estany (Sn), plom (Pb) i algunes voltes argent (Ag) o or (Au)
• Aleacions de fundició, tals com a alumini-silici i ferro fos (composició 4.3% carbó en ferro produint una aleació eutéctica austenita-cementita).
• Chips de silici estan units a substrats chapados en or per mig d'una aleació eutéctica silici-ore per l'aplicació d'energia ultrasònica al chip.
• Soldadura, a on la difusió pot remoure elements d'aleació en les unions, aixina que la fusió eutéctica només és possible anteriorment en el procés de soldat.
• Resposta a la temperatura i.j., Metal de Wood i Metal de Field para estufadors d'incendis.
• Alternatives no tòxiques del mercuri, tals com el galinstano.
• Metals vidriosos experimentals, en gran resistència a la corrosió.
• Aleacions eutécticas de sodi i potásio (NaK) que són líquides a temperatura ambiente i són utilisades com refrigerantes en reactors de neutrons ràpits.

Uns atres

• El clorur de sodi i aigua formen una mescla eutéctica el punt de la qual punt eutéctico és -21.2 °C i 23.3% massa en sal. La naturalea eutéctica de sal i aigua és explotada quan la sal és rosada en camins per al removiment de gèl, o mesclada en gèl per a propiciar baixes temperatures (per eixemple, en fabricació tradicional de gelats).
• Etanól-aigua té un punt eutéctico inusualment biaixat, i.j., es troba prop del etanól pur, lo que definix la màxima prova que es pot obtindre per congelació fraccionada.
• La "sal solar", 60% NaNO₃ i 40% KNO₃ forma una mescla eutéctica que és utilisada para almagasenament de calor en plantes d'energia termosolar de concentració. Per a reduir el punt de fusió eutéctico en la mescla, s'utilisa nitrat de calcio en proporció 42% Ca(NO₃)₂, 43% KNO_3, i 15% NaNO₃.
• La Lidocaína i Prilocaína són sòlides a temperatura ambiente, formen una mescla eutéctica que és un oli en un punt de fusió a 16 °C (61 °F) usat com anestésico local.
• El mentol i el alcamfor són sòlits a temperatura ambiente, formen una mescla eutéctica que es manté líquida a temperatura ambiente en les proporcions: 8:2, 7:3, 6:4, i 5:5. Abdós substàncies són ingredients comuns en preparacions de fàrmacs extemporáneos.
• Alguns minerals poden formar mescles eutécticas en roques ígneas, incrementant característiques microestructurales exhibides.
• Algunes tintes són mescles eutécticas, permetent a les impressores d'injecció operar a baixes temperatures.
• La mel és líquida a pesar de solament tindre un 20% d'aigua i 80% de sucres que són sòlits a temperatura ambiente.
• El clorur de tossal produïx mescles eutécticas en molts productes naturals com àcit cítric, àcit málico i sucres entre uns atres. Estes mescles líquides es poden usar, per eixemple, per a obtindre extractes antioxidants i antidiabéticos de productes naturals.