MÓDULO VII - Diagrama de equilíbrio binário, reação eutética e eutetóide. Lei de Gibbs.

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MÓDULO 7: Diagrama de equilíbrio binário, reação eutética e eutetóide. Lei de 
Gibbs. 
 
Os primeiros metais utilizados pelo homem eram aqueles encontrados "in natura", 
destacando-se o ouro, o cobre. Com o advento da “época do Bronze” começaram a ser 
utilizados em larga escala as ligas metálicas. 
É fato aceito que o bronze foi descoberto acidentalmente por um caçador que 
inadvertidamente fundiu em sua fogueira de campo, uma mistura de cobre e estanho. 
Rapidamente foi descoberto que este novo material podia ser mais duro e resistente que 
o cobre puro, sendo por isto de grande utilidade em muitas aplicações. 
Uma LIGA pode ser definida como um material sólido metálico ou um material líquido, 
no qual há uma associação íntima de dois ou mais elementos. Exemplo: O aço é 
constituído, basicamente por ferro e carbono. 
Analisando inicialmente misturas binárias. 
Metal que está presente na liga em maior proporção é denominado “SOLVENTE” ou 
metal base. 
Metal (ou não metal) que está presente na liga em menor proporção é denominado 
“SOLUTO”. 
Quando a solução metálica líquida começa a se solidificar, o tipo de arranjo atômico 
que resulta na estrutura cristalina do material sólido é governado pelas afinidades entre 
os diversos tipos de átomos presentes na solução. 
Assim quando dois elementos metálicos diferentes têm propriedades químicas similares, 
de maneira que os mesmos tenham pouca afinidade química entre si, ocorre a formação 
de “SOLUÇÕES SÓLIDAS”. 
Quando os elementos diferem bastante com respeito às suas características químicas, os 
átomos serão atraídos uns pelos outros, de tal forma que ocorre a produção de um 
composto químico, frequentemente denominado de “COMPOSTO 
INTERMETÁLICO”. 
 
 
DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO 
Fase: pode ser definida como um corpo homogêneo de matéria que existe segundo 
alguma forma física definida. Exemplo: Água pode ocorrer em três fases: sólida, líquida 
e gasosa. 
Diagrama de Equilíbrio ou Diagrama de fases é uma representação gráfica das 
relações entre as restrições do ambiente (tais como a temperatura e algumas vezes a 
pressão) a composição e as regiões de estabilidade de fases, normalmente sob condições 
de equilíbrio. As fases sólidas são, em geral, representadas por letras gregas (α, β, δ, 
etc.). 
Regra das fases. O Prof. Josiah Willard GIBBS desenvolveu uma regra geral para o 
equilíbrio das fases. É a conhecida Regra das Fases ou Lei de Gibbs. 
f + p = n + 1, 
onde 
f é o numero de graus de liberdade, isto é numero de variáveis que podem ser mudadas e 
ainda manter o equilíbrio. 
p é o número de fases. 
n é o número de componentes 
 
Algumas regras para interpretação dos diagramas de equilíbrio: 
O metalurgista Frances A. PORTEVIN desenvolveu a partir da regra das fases de 
Gibbs, uma série de regras para interpretação geral dos diagramas de equilíbrio. 
1. As áreas do diagrama são referidas como “campos de fases” e ao atravessar qualquer 
linha inclinada de contorno, de um campo para o seguinte, sempre haverá uma mudança 
de unidade no número de fases. 
2. Num sistema binário, não é possível a existência de um campo de fases com mais de 
duas fases. 
3. Passando uma isoterma, verifica-se que a composição de uma fase (fase líquida) é 
dada pelo ponto que intercepta a isoterma com o líquido, enquanto que a composição da 
outra fase (fase sólida) é dada pela intersecção da isoterma com o sólido. B representa a 
composição da liga como um todo. 
4. As quantidades relativas das duas fases presentes a temperatura e composição 
representadas pelo ponto B, são R e S. 
 S R 
Liquido = -------------- Sólido = ------------- 
 R + S R + S 
 
5. Uma fase que, sozinha, não ocupa um campo, mas que aparece em campo de duas 
fases é um metal ou um composto intermetálico. 
 
REAÇÃO EUTÉTICA: é uma reação onde, considerando o resfriamento, uma fase 
líquida se transforma de maneira isotérmica e reversível em duas fases sólidas que se 
encontram intimamente misturadas. 
L → α + β 
REAÇÃO EUTETÓIDE: é uma reação onde, considerando o resfriamento, uma fase 
sólida se transforma de maneira isotérmica e reversível em duas novas fases sólidas que 
se encontram intimamente misturadas. 
α → β + γ 
 
 
EXERCÍCIOS: 
1. Quais as semelhanças e diferenças entre as reações eutéticas e eutetóides? 
Resp.: Ambas as reações mostram a coexistência de três fases distintas ao mesmo 
tempo. Enquanto a reação eutética mostra a transformação de uma fase líquida em duas 
fases sólidas a reação eutetóide mostra a transformação de uma fase sólida em duas 
outras fases sólidas distintas.