Estructura de un diagrama de equilibrio

En un sistema se denomina fase a cada una de las partes homogéneas diferentes al resto y mecánicamente separable de los demás.

Por ejemplo, 2 líquidos inmiscibles constituyen dos fases; un gas, por ejemplo, el aire, aunque contenga oxígeno y nitrógeno sin combinar constituye una sola fase; dos líquidos miscibles constituyen una sola fase; un sólido formado por dos tipos de cristales diferentes está constituido por dos fases.

Se conoce como componentes del sistema al mínimo número de sustancias químicas que en equilibrio definen al sistema. Por ejemplo, el carbonato cálcico se descompone en CO2 y CaO, existiendo un equilibrio entre estas tres sustancias de forma que a una temperatura dada, al definir el sistema mediante la existencia de.

Por ejemplo, carbonato y óxido, la presencia de CO2 (en equilibrio) queda determinada sin necesidad de mencionarla y su concentración, si se conoce la del carbonato y la del óxido, también queda conocida; por tanto, en este sistema aunque existen 3 compuestos químicos, el número de componentes es de 2. En el caso de las aleaciones metálicas, se considerará como componentes el número de elementos que intervienen en ella.

Se conocen como grados de libertad de un sistema al mínimo número de variables de estado que determinan el estado del sistema en equilibrio.

Por ejemplo, para un gas ideal, conocidas la presión y la temperatura, el volumen molar ya está predeterminado por estos valores; este gas ideal dispone de 2 grados de libertad.

Si es una mezcla de 2 gases ideales, además de la presión y la temperatura (que es común para ambos) para que el estado del sistema quede determinado es necesario conocer la concentración de uno de los dos gases de la mezcla (100% – x). Si son tres gases se necesitaría conocer la concentración de dos de ellos.

El nº de fases existentes en un sistema se representa por F.
El nº de grados de libertad se representa por L.
El nº de componentes se representa por C.

Fuente: Apuntes de Ciencia de Materiales. Ingeniería Química – Universidad de Huelva