Kongruent smeltepunkt

Et fast stoff har et kongruent smeltepunkt når væsken som produseres ved dets smeltepunkt har samme kjemiske sammensetning. Ellers sies det at smeltepunktet er inkompatibelt . Vi sier også om sammensmeltningen av et stoff at det er kongruent eller inkongruent.

Dette smeltepunktet finnes på fast-væskediagrammene (fasediagram) og er preget av skjæringspunktet mellom en vertikal linje med toppen av likvidusen (punkt D i figuren motsatt). På dette diagrammet er det faste stoffet som består av A og B som en 50/50 blanding, en virkelig definert forbindelse. Denne er stabil til den smelter, utover blir den en homogen væskeblanding av A og B.

Diagrammet har derfor form av to enkle faste væskediagrammer side om side. Det første diagrammet som tilsvarer blandingen A med forbindelsen AB og det andre tilsvarer blandingen mellom forbindelsen AB og B.

Oppvarming mot kongruent fusjon

Fortsatt med eksemplet på det foreslåtte diagrammet:

• Når en fast blanding av 60% A og 40% B blir oppvarmet, begynner den å smelte ved temperaturen som er innstilt av den horisontale linjen C. Væsken som er resultatet av denne fusjonen har sammensetning C (omtrent 75% av A og 25% av B) og det faste stoffet er beriket i B. Poenget som beskriver systemet flyttes derfor til høyre på den horisontale linjen. For eksempel 59% av A og 41% av B.
• Ved å fortsette å varme opp denne blandingen (fast + væske av A og B), endres ikke temperaturen, men punktet som beskriver systemet fortsetter å bevege seg mot høyre til det faste stoffet har sammensetningen A / B = 50/50. Dette faste stoffet er ledsaget av en væske med sammensetning C.
• Ved å fortsette å varme opp, vises ikke mer væske, og temperaturen i systemet øker langs vertikalen som fører til D. Temperaturen fikseres deretter ved smeltepunktet til AB. Det er en kongruent fusjon fordi væsken som dannes har samme sammensetning som det faste stoffet.
• Merk: under den første delen av fusjonen (forskyvning på vannrett) hadde væsken som dukket opp sammensetning C mens det faste stoffet hadde en annen (og variabel) sammensetning. Fusjonen var derfor ikke kongruent.

Kjøling

Når det gjelder diagrammet, viser kjøling av en blanding på 60% A og 40% B et fast stoff ved temperaturen som tilsvarer skjæringspunktet mellom denne sammensetningen og lysbuen. Dette faste stoffet er av sammensetning AB. Dette beriker væsken i A og punktet på diagrammet som representerer systemet beveger seg til venstre, langs denne buen. Systemets temperatur synker derfor etter hvert som AB dannes.

Ankom C, stivner blandingen ved konstant temperatur mens krystaller av A og krystaller av AB dannes.

Kongruente og ikke-kongruente blandinger

Det kongruente smeltende faste stoffet er ikke alltid en 50/50 blanding. For eksempel når det gjelder magnesium / sink-blandingen, har den definerte forbindelsen formelen MgZn 2 .

Jern / silisium-blandingen har en definert FeSi-forbindelse med kongruent fusjon og en definert FeSi 2- forbindelse med inkongruent fusjon.

Merknader og referanser

1. “  Introduksjon  ” , på ucam.ac.ma (åpnet 22. april 2021 ) .

Relaterte artikler

• Gibbs-Konovalov-setning