Mischungslücke

Eine Mischungslücke bezeichnet bei einem Stoffgemisch einen potenziellen Zustandsraum, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stoffgemisch in ihm keinen stabilen Zustand besitzt, also die möglichen Zustände nicht realisiert werden. Ein Gemisch zerfällt (entmischt sich) dabei in mindestens zwei verschiedene Phasen mit sehr unterschiedlichen Zusammensetzungen. Die Phasen stehen im thermodynamischen Gleichgewicht miteinander.

Mischungslücke in der flüssigen Phase

Das Gleichgewicht zweier oder mehrerer flüssiger Phasen wird zumeist als LLE für engl. Liquid-Liquid Equilibrium bezeichnet.

Beispielsweise zerfällt ein Benzol/​Wasser-Gemisch in eine benzolreiche Phase, in der nur etwa 0,3 mol-% Wasser enthalten ist, und eine wasserreiche Phase, in der etwa 0,04 mol-% Benzol enthalten ist; eine 1:1-Mischung ist nicht möglich. Einige Gemische sind hingegen bei einigen Temperaturen vollständig ineinander löslich, während bei anderen Temperaturen eine Entmischung stattfindet (Beispiel: Methylvinylketon/​Wasser).

Meist werden Mischungslücken durch T-x-Phasendiagramme veranschaulicht, wobei diese im Falle von drei verschiedenen Stoffen auch eine Dreiecksform annehmen können. Die Stoffmischungen selbst bezeichnet man als Mischphasen.

Binodale

Spinodalen im binären LLE

→ Hauptartikel: Binodale

Eine Mischungslücke wird durch zwei Binodalen, die temperaturabhängigen Zusammensetzungen der beiden Phasen im thermodynamischen Gleichgewicht, begrenzt. Binodalen können sich bei niedriger oder hoher Temperatur treffen. Dieser Treffpunkt nennt sich (obere und untere) kritische Lösungstemperatur (engl. upper and lower critical solution temperature, abgekürzt UCST und LCST). Oberhalb der UCST und unterhalb der LCST sind die Komponenten in allen Verhältnissen mischbar.

Spinodale

→ Hauptartikel: Spinodale

Spinodalen sind die Grenzen innerhalb einer Mischungslücke, die einen metastabilen Bereich begrenzen. Die Spinodale verläuft zumeist in der Nähe der Binodale und berührt diese im kritischen Punkt. Zusammensetzungen innerhalb der Spinodalen sind kinetisch labil und zerfallen, während im Grenzbereich zwischen Binodale und Spinodale das Gemisch metastabil ist.

Konode

Als Konode (latein: con = zusammen, griech. οδός = Weg) bezeichnet man die Linie im Phasendiagramm eines Gemischs, die miteinander im Phasengleichgewicht stehende Zustandspunkte verbindet.

Bei einem binären System stellt sie eine Parallele zu derjenigen Achse dar, auf der die Zusammensetzung der Mischung aufgetragen ist. Der Punkt, durch den die Konode läuft, ist gegeben durch die Zusammensetzung der Mischung und durch Temperatur oder Druck.

Aus den jeweiligen Schnittpunkten mit den Phasengrenzlinien lässt sich auf die festen, flüssigen oder gasförmigen Anteile einer Komponente beim gegebenen Zustand schließen:

• bei einem Fest-Flüssig-Gleichgewicht:
  • Der Schnittpunkt von Konode und Solidus-Linie gibt die Zusammensetzung des ausfallenden Feststoffes an.
  • Der Schnittpunkt von Konode und Liquidus-Linie gibt die Zusammensetzung der verbleibenden Restschmelze an.
• bei einem Flüssig-Gas-Gleichgewicht;
  • Der Schnittpunkt von Konode und Siede-Kurve gibt die Zusammensetzung der kondensierenden Flüssigkeit an.
  • Der Schnittpunkt von Konode und Kondensationskurve gibt die Zusammensetzung des verbleibenden Restgases an.

Die Anteile der beiden Phasen einer Mischung, die sich im Zweiphasengebiet befindet, lassen sich analog zum Hebelgesetz bestimmen (Konodenregel).

Mischungslücke in Feststoffen

Siehe

• Mischkristalle bei Feststoffen
• Feststofflöslichkeiten: Eutektisch, Monotektisch, Peritektisch

Mischungslücke in Legierungen

Siehe Legierung.

Siehe auch

• Lösungen bei Flüssigkeiten

Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de

Seite zurück
©  biancahoegel.de
Datum der letzten Änderung:  Jena, den: 07.07. 2021