]> Festkoerperchemie Kap. 2.2.
cr_home Metalle Nichtmetalle FK-Chemie Strukturchemie Interm. Phasen Oxide Silicate Strukturtypen AFP
Inhalt 1. Bau + Strukturen 2. Reaktionen + Synthesen 3. Eigenschaften + Anwendungen
Vorlesung: Festkörperchemie

2. Reaktionen und Synthesen

2.2. Phasendiagramme (Mehrstoffsysteme)


Vorlagen


% - West: Solid State Chemistry and its Applications, Kap. 4 % - VCH-Buch Characterization of Materials 1, S. 492 % - DTA/TG: Angewandte, 1995, 107, 1284-1301 In den folgenden Kapiteln werden

Wdg. Thermodynamik, Phasenregel Phasenzusammenhänge allgemein beschrieben durch: Gibbs'sche Phasenregel:
F + P = C + 2
wobei: Phase: mikroskopisch homogen Freiheit: intensive Zustandsvariable, die ohne "Anderung des des Systems variiert werden können Komponente: einheitliche Stoffe, die zur Beschreibung der Zusammensetzung jeder Phase im System notwendig sind Graphische Darstellung von PD zweikomponentiger Systeme: Wegen p=konst. und C=2 vereinfacht sich die Gitbbssche Phasenregel zu:
F + P = 3
Nach gibt es drei grundsätzlich unterschiedliche Punkte/Bereich in den Phasendiagrammen:
Abb. 2.1.1. Phasendiagramme zweikomponentiger Systeme ‣ SVG
Die Abbildung 2.2.1. zeigt einfache Typen von Phasendiagrammen in einer schematischen Darstellung. Es handelt sich um zweikomponentige T-x-Diagramme, der Druck ist konstant. Je nach der Stärke der Wechselwirkung zwischen A und B können zunächst drei Basissysteme unterschieden werden:
  1. Sind die Wechselwirkungen (Bindungsenergien) zwischen den beiden Komponenten A und B vergleichbar (WWAA=WWBB=WWAB), dann treten Systeme mit vollständiger Mischkristallbildung auf. Beispiele für solche Phasendiagramme sind Cu-Ni (Monel, Constantan), NiO-MgO oder die Mischkristallreihe Plagiokas (Anorthit) CaAl2Si2O4 - Albit NaAlSi3O4
  2. Sind die Bindungsenergien zwischen A und B stärker als zwischen den Einzelkomponenten (kurz WWAB > (WWAA = WWAB) ) dann kommt es zur Verbindungsbildung (hier als Beispiel einer 1:1-Verbindung). Ein Beispiel für ein solches System aus der organischen Chemie ist das System Phenol/Anilin, in dem ein 1:1 Addukt auftritt.
  3. Sind die Wechselwirkungen zwischen A und B geringer als die zwischen den Komponenten selber (WWAB > (WWAA = WWAB) dann sind die Systeme einfach eutektisch (Eutektikale). Beispiele hierfür sind die Systeme KCl-AgCl, Sb-Pb und Si-Al, in denen weder Verbindungen noch Mischkristalle auftreten.
Alle komplizierteren Phasendiagramme können nun zwischen diese drei Grenzdiagramme eingeordnet werden. Ausgehend vom Diagramm des Typs 1 lassen sich zunächst Diagramme mit Positiv- bzw. Negativ-Azeotropen ableiten, die dann im Kreis ergänzt werden können. Im den folgenden Abschnitten wird als Methode zur Bestimmung dieser Phasendiagramme die Thermoanalyse (Kap. 2.3.) vorgestellt und schließlich deren Anwendung bei der Kristallisation aus Lösungen und Schmelzen Kristallzüchtung (Kap. 2.4/5.)) besprochen.
Inhalt 1. Bau + Strukturen 2. Reaktionen + Synthesen 3. Eigenschaften + Anwendungen
cr_home Metalle Nichtmetalle FK-Chemie Strukturchemie Interm. Phasen Oxide Silicate Strukturtypen AFP