O diagrama de fases do sistema bismuto-cádmio tem interesse em metalurgia e pode ser levantado pelas expressões dos abaixamentos dos pontos de fusão. Esboce o diagrama de fases do sistema a partir dos seguintes dados: T f B i = 544,5   K , T f C d = 594   K , Δ H f u s B i = 10,88   k J / m o l , Δ H f u s C d = 6,07   k J / m o l . Os metais são mutuamente insolúveis em fase sólida. Com o diagrama de fases, descreva o que se observa quando um líquido com x B i = 0,70 é lentamente resfriado a partir de 550 K. Quais as quantidades relativas de líquido e de sólido (a) a 460 K e (b) 350 K? Esboce a curva de resfriamento desse líquido.

Passo 1

Opaaaaa, gente!!! Vamos encarar mais esse desafio? Bem, as linhas de composição-temperatura podem ser calculadas a partir da fórmula do ponto de depreciação de resfriamento.

Δ T ≈ R T * 2 x B Δ H f u s ã o

Então vamos calcular para o bismuto e o cádmio individualmente, ou seja, onde a fração x B = 1

Δ T b i s m u t o ≈ R T * 2 x B Δ H f u s ã o = 8,314 544,5 2 10,88 × 10 3 = 227   K

Δ T C á d m i o ≈ R T * 2 x B Δ H f u s ã o = 8,314 5 94,5 2 6,07 × 10 3 = 483   K

Passo 2

Agora o que a gente vai fazer? Bem, vamos agora ficar variando os valores de fração mássica dos nossos componentes e montar essa tabelinha aqui ó:

Passo 3

Vamos agora pegar os nossos dados tabelados e plotar um gráfico da variação da composição com a temperatura e um gráfico que seja equivalente com o tempo, se liga só!

A temperatura eutética e concentração são localizadas por extrapolação dos pontos da linha de resfriamento até que haja interseção em “e”, no qual corresponde a temperatura T E = 400 K e X E ( C d ) ≈ 0,60

O líquido em “a” resfria sem separação do sólido até que se atinja o ponto a’ (em torno de 476K). Sólido de Bi então começa a se separar, e o líquido começa a enriquecer em Cd. Em a’’’ (400K) a composição é pura de sólido Bi + líquido de composição X B i = 0,4 . Toda a massa depois solidifica gerando uma mistura do tipo Bi sólido + Cd sólido.

(a) Em 460 K (ponto a’), temos que n l n s = l s l l ≈ 5

(b) Em 375 K (ponto a’’’’) não há líquido. A curva de resfriamento é mostrada abaixo, se liga!!!

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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