Capitolo 3 LE BASI CHIMICO-FISICHE DELLE OPERAZIONI UNITARIE: DIAGRAMMI DI STATO E MATERIALI 3.1 GLI EQUILIBRI DI FASE E I DIAGRAMMI DI STATO Nel corso di sono stati studiati i passaggi di stato di sostanze pure e sono stati sottolineati alcuni aspetti di notevole importanza: chimica generale durante i passaggi di stato la temperatura si mantiene costante; durante i passaggi di stato viene comunque messa in gioco energia; la densità varia in particolare misura durante l’evaporazione-condensazione. Una prova che evidenzia questi fatti è la semplice curva sperimentale che mostra la variazione di temperatura nel tempo quando la sostanza è sottoposta a riscaldamento (o raffreddamento). Incontreremo spesso nel nostro corso di studi operazioni che coinvolgono passaggi di stato. Spesso queste operazioni riguarderanno miscele liquide o soluzioni solide che si comportano in maniera decisamente differente rispetto alle singole sostanze. Lo studio delle leghe ferro-carbonio, che sono delle soluzioni solide, ci dà l’opportunità di iniziare a studiare alcuni aspetti degli equilibri fisici, introducendo i , che ne rappresentano gli aspetti essenziali e forniscono le informazioni principali. diagrammi di stato 3.1.1 Vocabolario di base Prima di proseguire è opportuno riprendere alcune importanti definizioni di base che saranno messe in relazione con gli argomenti trattati. Innanzitutto, con il termine si indica qualunque porzione di materia in cui è presente un solo individuo chimico. Le possono essere suddivise in , se sono costituiti da atomi dello stesso tipo, e , se sono presenti atomi di natura diversa. Il ferro, il carbonio, il rame etc. sono elementi, mentre ad esempio la cementite è un composto (in particolare un composto intermetallico di composizione Fe C). Definiamo una porzione di materia fisicamente distinguibile che presenta caratteristiche uniformi, in ogni suo punto, relativamente a densità, temperatura, composizione chimica e ogni altra proprietà intensiva, la cui entità non dipende dalla quantità di materia. sostanza sostanze elementi composti 3 fase